高三数学专题复习20
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《等差数列及其前n 项和》专题一、相关知识点1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列(5)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(6)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(7)若{a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(8)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }的公差的12.(9)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. (10)若等差数列{a n }的项数为奇数2n +1,则 ①S 2n +1=(2n +1)a n +1; ②S 奇S 偶=n +1n .二.等差数列的常用结论1.等差数列前n 项和的最值在等差数列{a n }中,若a 1>0,d <0,则S n 有最大值,即所有正项之和最大,若a 1<0, d >0,则S n 有最小值,即所有负项之和最小.2.等差数列的前n 项和公式与函数的关系:S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).题型一 等差数列基本量的运算1.已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于解析:由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98.2.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4. 3.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=A .-12B .-10C .10D .12解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得; 3⎣⎡⎦⎤3a 1+3×(3-1)2×d =2a 1+2×(2-1)2×d +4a 1+4×(4-1)2×d , 将a 1=2代入上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 4.在等差数列{a n }中,若前10项的和S 10=60,且a 7=7,则a 4=解析:法一:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧10a 1+45d =60,a 1+6d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =23,∴a 4=a 1+3d =5.法二:由等差数列的性质有a 1+a 10=a 7+a 4,∵S 10=10(a 1+a 10)2=60,∴a 1+a 10=12.又∵a 7=7,∴a 4=5.5.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k = 解析:由3a n +1=3a n -2⇒a n +1-a n =-23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N +,∴k =23. 6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是解析:由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.7.数列{2n -1}的前10项的和是解析:∵数列{2n -1}是以1为首项,2为公差的等差数列,∴S 10=(a 1+a 10)×102=100.8.已知数列{a n }中a 1=1,a n +1=a n -1,则a 4等于解析:因为a 1=1,a n +1=a n -1,所以数列{a n }为等差数列,公差d 为-1,所以a 4=a 1+3d =1-3=-2.9.设等差数列{a n }的公差为d ,且a 1a 2=35,2a 4-a 6=7,则d =解析:∵{a n }是等差数列,∴2a 4-a 6=a 4-2d =a 2=7,∵a 1a 2=35,∴a 1=5,∴d =a 2-a 1=2. 10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为 解析:设等差数列{a n}的公差为d ,由已知得⎩⎨⎧S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =4.∴a 10+a 11=2a 1+19d =80. 11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =5,a 1+7a 1+21d =10a 1+20d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,∴a n =2n -1. 12.设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析:法一:设数列{a n }的公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴a n =6n -3.法二:设数列{a n }的公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴a n =6n -3.13.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 18=54,S 19=437,则a 2 018的值是 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+22d =54,19a 1+171d =437,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=5,d =2,所以a 2 018=5+2017×2=4 039. 14.已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 7=2a 1+6d =-8,a 2=a 1+d =2.解得⎩⎪⎨⎪⎧d =-3,a 1=5,.15.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有一女子擅长织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女子最后一天织布的尺数为( )A .18B .20C .21D .25 解析:C ,用a n 表示第n 天织布的尺数,由题意知,数列{a n }是首项为5,项数为30的等差数列.所以30(a 1+a 30)2=390,即30(5+a 30)2=390,解得a 30=21,故选C .16.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.17.已知在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=2a +1,a 5=3a +2,若S n =a 1+a 2+…+a n ,且S k=66,则k 的值为解析:∵在等差数列中,2a 3=a 1+a 5,∴2(2a +1)=1+3a +2, 解得a =1,即a 1=1,a 3=3,a 5=5,∴公差d =1,∴S k =k ×1+k (k -1)2×1=66,解得k =11或k =-12(舍).18.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,且a 3=2,a 9=12,则a 15=解析:法一:设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是公差为d 的等差数列,∵a 3=2,a 9=12,∴6d =a 99-a 33=129-23=23,∴d =19,a 1515=a 33+12d =2.故a 15=30.法二:由于数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,故2×a 99=a 33+a 1515,即a 1515=2×129-23=2,故a 15=30.19.在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( )A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n解析:A ,由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n. 20.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分五钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列,问五人各得多少钱?”(“钱”是古代一种质量单位),在这个问题中,甲得________钱.( )A.53 B .32 C.43 D .54解析:选C 甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数依次设为成等差数列的a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,设公差为d ,由题意知a 1+a 2=a 3+a 4+a 5=52,即⎩⎨⎧2a 1+d =52,3a 1+9d =52,解得⎩⎨⎧a 1=43,d =-16,故甲得43钱,故选C.21.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 9=12a 12+6,a 2=4,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前10项和为( )A.1112 B .1011 C.910 D .89解析:选B ,设等差数列{a n }的公差为d ,由a 9=12a 12+6及等差数列的通项公式得a 1+5d=12,又a 2=4,∴a 1=2,d =2,∴S n =n 2+n ,∴1S n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴1S 1+1S 2+…+1S 10=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫110-111=1-111=1011.22.已知等差数列{a n }各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 2,则a 8=解析:法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得3+3d =1+d ,解得d =2或d =-1(舍去),所以a 8=1+7×2=15.法二:S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2,由S 3=a 2可得3a 2=a 2,解得a 2=3或a 2=0(舍去), 则d =a 2-a 1=2,所以a 8=1+7×2=15.23.若x ≠y ,数列x ,a 1,a 2,y 和x ,b 1,b 2,b 3,y 各自成等差数列,则a 1-a 2b 1-b 2=________.解析:由题意得a 1-a 2=x -y 3,b 1-b 2=x -y 4,所以a 1-a 2b 1-b 2=43.24.设{a n }是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是________.解析:2 25.数列{a n }满足1a n +1=1a n +1(n ∈N +),数列{b n }满足b n =1a n ,且b 1+b 2+…+b 9=45,则b 4b 6( )A .最大值为100B .最大值为25C .为定值24D .最大值为50解析:C ,由1a n +1=1a n +1(n ∈N +),得1a n +1-1a n =1,∵b n =1a n ,∴b n +1-b n =1,则数列{b n }是公差为1的等差数列,∵b 1+b 2+…+b 9=45,∴9b 1+9×82=45,即b 1=1,则b n =1+(n -1)×1=n ,则b 4b 6=4×6=24.26.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N +),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 解析:由a n =2n -10(n ∈N +)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.27.设数列{a n }满足:a 1=1, a 2=3, 且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是________. 解析:∵2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,∴数列{na n }是以a 1=1为首项,2a 2-a 1=5为公差的等差数列,∴20a 20=1+5×19=96,解得a 20=9620=245.28.已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3. ∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7.(2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2.28.已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2. 解析:(1)设{a n }的公差为d .由题意,得a 211=a 1a 13,即(a 1+10d )2=a 1(a 1+12d ).于是d (2a 1+25d )=0. 又a 1=25,所以d =0(舍去)或d =-2.故a n =-2n +27. (2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的等差数列. 从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .题型二 等差数列的性质及应用类型一 等差数列项的性质的应用1.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________. 解析:依题意,得a 2+a 4+a 6+a 8=(a 2+a 8)+(a 4+a 6)=2(a 3+a 7)=74.2.在等差数列{a n }中,3(a 3+a 5)+2(a 7+a 10+a 13)=24,则该数列前13项的和是________. 解析:263.若数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,且a 1=2a 3-3,则S 9=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,a 1=2a 3-3=2a 1+4d -3,∴a 5=a 1+4d =3,S 9=9a 5=27.4.在等差数列{a n }中, a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 010+a 2 018=____ 解析:因为a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,所以a 1+a 2 019=10.由等差数列的性质可知,a 1 010=a 1+a 2 0192=5,a 2+a 2 018=a 1+a 2 019=10,所以a 2+a 1 010+a 2 018=10+5=15.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 6=39,则a 3+a 4=解析:由等差数列{a n }的性质及其S 6=39,可得6(a 1+a 6)2=3(a 3+ a 4)=39,则a 3+ a 4=13.6.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2+a 7+a 12=24,则S 13= 解析:由a 2+a 7+a 12=24得3a 7=24,即a 7=8,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7=13×8=104.8.等差数列{a n }中,a 3+a 7=6,则{a n }的前9项和等于解析:法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 7=a 1+2d +a 1+6d =2a 1+8d =6,所以a 1+4d =3.于是{a n }的前9项和S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×3=27.法二:由等差数列的性质,得a 1+a 9=a 3+a 7=6,所以数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9×62=27. 9.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于 解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.10.等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 的值为 解析:由a 3+a 6+a 10+a 13=32得4a 8=32,即a 8=8.又d ≠0,所以等差数列{a n }是单调数列,由a m =8,知m =8.11.设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,若S 9=3a 8,则S 153a 5等于解析:因为S 9=a 1+a 2+…+a 9=9a 5=3a 8,即3a 5=a 8.又S 15=a 1+a 2+…+a 15=15a 8, 所以S 153a 5=15a 8a 8=15.12.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m =10,S 2m -1=110,则m =________. 解析:S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=2(2m -1)a m2=110,解得m =6.类型二:等差数列前n 项和的性质1.在项数为2n +1的等差数列{a n }中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n 等于( )A .9B .10C .11D .12解析:选B ,∵等差数列有2n +1项,∴S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2.又a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 偶S 奇=n n +1=150165=1011,∴n =10.2.等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,m ≥2,m ∈N *,则m = 解析:∵{a n }是等差数列,S m -1=-2,S m =0,∴a m =S m -S m -1=2.又S m +1=3,∴a m +1=S m +1-S m =3,∴d =a m +1-a m =1.又 S m =m (a 1+a m )2=m (a 1+2)2=0,∴a 1=-2,∴a m =-2+(m -1)·1=2,∴m =5.3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于 解析:由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列.即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,即a 7+a 8+a 9=45. 4.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 019=________.解析:由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0192 019=S 11+2 018d =-2 014+2 018=4,∴S 2 019=8 076. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 解析:由题意知,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列.则2(S 20-S 10)=S 10+(S 30-S 20),即40=10+(S 30-30),解得S 30=60. 6.若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4=4,S 6=12,则S 2=解析:根据等差数列的性质,可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,即2(S 4-S 2)=S 2+S 6-S 4,因此S 2=0.7.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 10=16,S 100-S 90=24,则S 100=________. 解析:依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.8.在等差数列{a n }中,a 1=-2 015,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018=解析:设等差数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则S n n =An +B ,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列.因为S 1212-S 1010=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的公差为1,又S 11=a 11=-2 015,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-2 015为首项,1为公差的等差数列,所以S 2 0182 018=-2 015+2 017×1=2,所以S 2 018=4 036.9.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7=________.解析:a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=132(a 1+a 13)132(b 1+b 13)=S 13T 13=3×13-22×13+1=3727.10.设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 解析:∵{a n },{b n }为等差数列,∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941,∴a 6b 6=1941. 类型三:等差数列前n 项和的最值 求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)二次函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解. (2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .1.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最大值是 解析:设数列{a n }的公差为d ,则d =a 5-a 15-1=-3,所以a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,所以{a n }的前4项和最大,且S 4=4×11+4×32×(-3)=26. 2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是 解析:法一:由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0.根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时,S n 最大. 法二:由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n .根据二次函数的性质,知当n =7时S n 最大. 法三:根据a 1=13,S 3=S 11,知这个数列的公差不等于零,且这个数列的和是先递增后递减.根据公差不为零的等差数列的前n 项和是关于n 的二次函数,以及二次函数图像的对称性,可得只有当n =3+112=7时,S n 取得最大值. 4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最大值时,n 的值是________.解析:依题意得2a 6=4,2a 7=-2,a 6=2>0,a 7=-1<0.又数列{a n }是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,自第7项起以后各项均为负数,于是当S n 取最大值时,n =6.5.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 7B .S 6C .S 5D .S 4解析:C ,∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 6.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15.(1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并求S n 的最小值.解析:(1)设{a n }的公差为d ,由题意得3a 1+3d =-15.又a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9.(2)法一:(二次函数法)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16, 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.法二:(通项变号法)由(1)知a n =2n -9,则S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n .由S n 最小⇔⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧2n -9≤0,2n -7≥0,∴72≤n ≤92,又n ∈N *,∴n =4,此时S n 的最小值为S 4=-16. 7.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,满足a 1+a 2=10,S 5=40.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =|13-a n |,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知,a 1+a 2=2a 1+d =10,S 5=5a 3=40,即a 3=8,所以a 1+2d =8, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,d =2,所以a n =4+(n -1)·2=2n +2. (2)令c n =13-a n =11-2n ,b n =|c n |=|11-2n |=⎩⎪⎨⎪⎧11-2n ,n ≤5,2n -11,n ≥6, 设数列{c n }的前n 项和为Q n ,则Q n =-n 2+10n .当n ≤5时,T n =b 1+b 2+…+b n =Q n =-n 2+10n .当n ≥6时,T n =b 1+b 2+…+b n =c 1+c 2+…+c 5-(c 6+c 7+…+c n )=-Q n +2Q 5=n 2-10n +2(-52+10×5)=n 2-10n +50.8.已知等差数列{a n }的前三项和为-3,前三项的积为8.(1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2=a 1+d ,a 3=a 1+2d . 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.所以由等差数列通项公式可得,a n =2-3(n -1)=-3n +5或a n =-4+3(n -1)=3n -7. 故a n =-3n +5或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列; 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3.记数列{3n -7}的前n 项和为S n , 则S n =n [(-4)+(3n -7)]2=32n 2-112n . 当n ≤2时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=-(a 1+a 2+…+a n )=-32n 2+112n , 当n ≥3时,T n =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=-(a 1+a 2)+(a 3+a 4+…+a n ) =S n -2S 2=32n 2-112n +10,综上知:T n =⎩⎨⎧ -32n 2+112n ,n ≤2,32n 2-112n +10,n ≥3.题型三 等差数列的判定与证明等差数列的判定与证明方法与技巧1.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为解析:∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为首项,-2为公差的等差数列,∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n 2n =-n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66. 2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 2=2,S 3=-6.(1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ;(2)是否存在正整数n ,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列?若存在,求出n ;若不存在,请说明理由.解析:(1)设数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =2,3a 1+3×22d =-6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =-6, ∴a n =4-6(n -1)=10-6n ,S n =na 1+n (n -1)2d =7n -3n 2. (2)由(1)知S n +S n +3=7n -3n 2+7(n +3)-3(n +3)2=-6n 2-4n -6, 2(S n +2+2n )=2(-3n 2-5n +2+2n )=-6n 2-6n +4,若存在正整数n 使得S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列,则-6n 2-4n -6=-6n 2-6n +4,解得n =5,∴存在n =5,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列.3.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根.(1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解析:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根,∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4,∴S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n . (2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12=2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.4.已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 解析:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a ,由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2,所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1),则b n =S n n=n +1, 故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列,所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解析:(1)证明 由题设知a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)解 由题设知a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,a n +1-a n =2, 因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.6.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.解析:(1)证明:因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知b n =n -72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上为减函数.所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.7.已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n .(1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式. 解析:(1)由已知,得a 2-2a 1=4,则a 2=2a 1+4,又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2,所以a 3=15.(2)由已知na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),得na n +1-(n +1)a n n (n +1)=2,即a n +1n +1-a n n=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差d =2的等差数列. 则a n n=1+2(n -1)=2n -1,所以a n =2n 2-n . 8.已知数列{a n }满足a 1=2,n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式; (2)设b n =2a n -15,求数列{|b n |}的前n 项和T n .解析:(1)证明:∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *),∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a n n=2, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a n n =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15,则数列{b n }的前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n . 令b n =2n -15≤0,n ∈N *,解得n ≤7.∴n ≤7时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b n =-S n =-n 2+14n . n ≥8时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b 7+b 8+…+b n =-2S 7+S n = -2×(72-14×7)+n 2-14n =n 2-14n +98.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧14n -n 2,n ≤7,n 2-14n +98,n ≥8.。
几何概型专题复习考点解读:1、了解几何概型的概念及基本特点2、熟练掌握几何概型中的概率计算公式3、会进行简单的几何概率运算4、会将实际问题转化为几何概型,并正确应用几何概型的概率计算公式解决实际问题重点:了解几何概型的概念,会解决与长度,面积、体积相关的几何概型的概率问题 难点:1、古典概型与几何概型的区分2、怎样把随机事件的总体和随机事件A 都转化与之对应的区域的测度一、知识回顾:几何概型的概念:对于一个随机实验,我们将每个基本事件理解为从某个特定的几何区域D 内随机地取一点,该区域中的每一个点被取到的机会都一样,而一个随机事件的发生则理解为恰好取到上述区域的某个指定区域d 中的点,这里的区域可以是线段、平面图形、立体图形、角等,用这样的方法处理随机实验称为——几何概型二、古典概型与几何概型的区别:相同点:两者基本事件发生都是等可能的不同点:古典概率要求基本事件有有限多个,古典概率要求基本事件有无限三、几何概型的概率公式:面积、体积、角度)的区域的测度(长度、试验的全部结果所构成面积、体积、角度)的区域的测度(长度、构成事件A A)(=P 四、题型分析题型一、与长度有关的几何概型例1、假设车站每隔10分钟发一班车,乘客随机到达车站,问乘客到达站台等车时间不超过3分钟的概率变式:已知地铁列车10分钟发一班车,在车站停留1分钟,问乘客到达站台等车时间不超过3分钟的概率训练1、已知[]()()()272151437,1223+--+--=∈x m m x m x x f m 则函数在实数R 上是增函数的概率。
2、在长为12cm 的线段AB 上任取一点M ,并以线段AM 为边长正方形,所作正方形的面积介于362cm 与812cm 之间的概率题型二、与面积有关的几何概型例2、甲乙两人约定6时到7时之间在某处会面,并约定先到者应等候另一人一刻钟,过时才离开,求两人能会面的概率。
训练1、在一个圆上任取三点A、B、C,求能够成锐角三角形的概率题型三、与体积有关的几何概型例3、在长方体ABCD-A1B1C1D1内任意取一点,求该点落在四棱锥B1-ABCD的概率。
导数训练案一、单选题1.设f (x )存在导函数且满足2)21()1(lim0-=∆∆--→∆xx f f x ,则曲线y=f (x )在点(1,f (1))处的切线的斜率为( )A .-1B .-2C .1D .2 2.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()2()ln f x xf e x '=+,则()f e '等于()A .1B .1e- C .1- D .e - 3.已知函数421)(3++=ax x x f ,则“a >0”是“f (x )在R 上单调递增”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.已知函数223)(a bx ax x x f +++=在x =1处有极值10,则f (2)等于( )A .11或18B .11C .18D .17或18 5.已知函数21()cos 4f x x x =+,()'f x 是函数()f x 的导函数,则()'f x 的图象大致是( )A. B. C. D.6.()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x <时,()0)(<'+x f x x f ,且(4)0f -=,则不等式()0xf x >的解集为( )A.),4()0,4(+∞⋃-B.)4,0()0,4(⋃-C.),4()4,(+∞⋃--∞D.)4,0()4,(⋃--∞二、多选题7.已知函数)(x f y =的导函数)('x f 的图象如图所示,则下列判断正确的是( )A.函数)(x f y =在区间⎪⎭⎫ ⎝⎛--213,内单调递增 B.当2-=x 时,函数)(x f y =取得最小值C.函数)(x f y =在区间()22,-内单调递增 D.当3=x 时,函数)(x f y =取得极小值8.若函数()y f x =的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称()y f x =具有T 性质,下列函数中具有T 性质的是( )A .cos y x =B .ln y x =C .e x y =D .2y x9.已知函数1)(3+-=ax x x f 的图象在x=2处切线的斜率为9,则下列说法正确的是( ) A.a=3 B.1)(-=x x f 在处取得极大值C.当(](]3,1)(1,2-∈-∈x f x 时,D.)的图象关于点(1,0)(x f 中心对称10.已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,当.1)(0xe x xf x -=>时,则下列结论正确的是( ) A. 当)1()(0+-=<x e x f x x时, B. 函数)(x f 在R 上有且仅有三个零点C. 若关于x 的方程m x f =)(有解,则实数m 的取值范围是)2()2(f m f ≤≤-D. 2)()(,,1221<-∈∀x f x f R x x三、填空题11.已知()(2019ln ),f x x x =+若'0()2020f x =,则0x 等于.12.写出一个存在极值的奇函数)(x f =.13.若函数)()()(2R a e a x x f x∈+=存在单调递减区间,则实数a 的取值范围是. 14.若曲线))0(,0()0(2)1ln()(f a x a e x f x 在点>-++=处的切线也是曲线131)(3-++=a x x x g 的切线,则a=.四、解答题15.已知函数()163-+=x x x f . (1)直线l 为曲线)(x f y =的切线,且经过原点,求直线l 的方程及切点坐标;(2)如果曲线)(x f y =的某一切线与直线341+-=x y 垂直,求切点坐标与切线的方程.16.设函数)(86)1(32)(23R a ax x a x x f ∈+++-=3=x 在处取得极值.(1)求常数a 的值;(2)求)(x f 在[-2,2]上的最值.17.已知函数f (x )=kx -ln x (k >0).(1)若k =1,求f (x )的单调区间;(2)若函数f (x )有且只有一个零点,求实数k 的值.18.已知函数()f x x a ax x )12(ln 2+++= .讨论)(x f 的单调性.19.已知函数()xf x e ax =+.讨论函数()()1f x +∞在,上的单调性.20.已知函数()sin ln(1)f x x x =-+,()f x '为()f x 的导数.证明:()f x '在区间(1,)2π-存在唯一极大值点.。
《等比数列及其前n 项和》专题题型一 等比数列基本量的运算 1、在等比数列{a n }中,如果a 1+a 4=18,a 2+a 3=12,那么这个数列的公比为2、已知S n 是各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和,若a 2·a 4=16,S 3=7,则a 8=3、在等比数列{a n }中,a 1=2,公比q =2,若a m =a 1a 2a 3a 4(m ∈N +),则m =4、在等比数列{a n }中,已知a 3=6,a 3+a 5+a 7=78,则a 5=5、在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,则n =________.6、等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=7、设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=8、在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为9、设{a n }是公比为正数的等比数列,S n 为{a n }的前n 项和,若a 1=1,a 5=16,则数列{a n }的前7项和为10、已知等比数列{a n }的公比为正数,且a 5·a 7=4a 24,a 2=1,则a 1=11、等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且4a 1,2a 2,a 3成等差数列,若a 1=1,则S 4=12、已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7=13、在等比数列{a n }中,S n 表示前n 项和,若a 3=2S 2+1,a 4=2S 3+1,则公比q 等于________.14、在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 2=1,a 8=a 6+2a 4,则a 6的值是________.15、已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2等于 16、等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n ,已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________. 17、若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =m ·5n +1,则实数m =________.18、已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=3S 2,a 3=2,则a 7=________.19、已知等比数列{a n }满足a 1=1,a 3a 7=16,则该数列的公比为20、已知递增的等比数列{a n }中,a 2=6,a 1+1,a 2+2,a 3成等差数列,则该数列的前6项和S 6等于21、已知等比数列{a n }的公比为-2,且S n 为其前n 项和,则S 4S 2等于22、数列{a n }中,已知对任意n ∈N +,a 1+a 2+a 3+…+a n =3n -1,则a 21+a 22+a 23+…+a 2n等于23、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2 018,a 2+a 4=-2a 3,则S 2 019=________.24、已知各项均为正数的等比数列{a n }满足a 1=12,且a 2a 8=2a 5+3,则a 9=________. 25、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3a 11=2a 25,且S 4+S 12=λS 8,则λ=________.26、等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3.(1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m .题型二 等比数列的性质类型一 等比数列项的性质1、已知各项不为0的等差数列{a n }满足a 6-a 27+a 8=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,则b 2b 8b 11=2、在正项等比数列{a n }中,已知a 1a 2a 3=4,a 4a 5a 6=12,a n -1a n a n +1=324,则n 等于3、等比数列{a n }各项均为正数,a 3a 8+a 4a 7=18,则1+2+…+10= _____4、已知数列{a n }为等比数列,若a 4+a 6=10,则a 7(a 1+2a 3)+a 3a 9的值为5、等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________.6、等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则S 5=________.7、在等比数列{a n }中,a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,则a 2a 16a 9的值为 8、已知数列{a n }是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{a n }的前n 项和S n =________.9、递增的等比数列{a n }中,已知a 1+a n =34,a 3·a n -2=64,前n 项和S n =42,则n 等于 类型二 等比数列前n 项和的性质1、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6= 2、设各项都是正数的等比数列{a n },S n 为前n 项和,且S 10=10,S 30=70,那么S 40等于3、设S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若S 4S 2=3,则S 6S 4=________. 4、已知数列{a n }是等比数列,S n 为其前n 项和,若a 1+a 2+a 3=4,a 4+a 5+a 6=8,则S 12等于5、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 2=-1,S 4=-5,则S 6等于6、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3S 6=89,则a n +1a n -a n -1=________(n ≥2,且n ∈N). 题型三 等比数列的判定与证明1、已知数列{a n }满足对任意的正整数n ,均有a n +1=5a n -2·3n ,且a 1=8.(1)证明:数列{a n -3n }为等比数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =a n 3n ,求数列{b n }的前n 项和T n .2、设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=4a n +2.设b n =a n +1-2a n ,证明:数列{b n }是等比数列;3、已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=a n +a n +12,n ∈N +. (1)令b n =a n +1-a n ,证明:{b n }是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式.题型四 等差、等比数列的综合问题1、在等比数列{a n }中,a 2=3,a 5=81.(1)求a n ;(2)设b n =log 3a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .2、设数列{a n }(n =1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ,求使得|T n -1|<11 000成立的n 的最小值.3、在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=n +12n a n(n ∈N +). (1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =a n 4n -a n,若数列{b n }的前n 项和是T n ,求证:T n <2.。
《三角函数的图像与性质》专题一、相关知识点1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫3π2,-1,(2π,0). 余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫3π2,0,(2π,1). 2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图像与性质(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期.(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期. 4.奇偶性相关结论(1)若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则①f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z);②f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z).(2)若f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0),则①f (x )为奇函数的充要条件:φ=k π+π2,k ∈Z ;②f (x )为偶函数的充要条件:φ=k π,k ∈Z.题型一 三角函数的定义域1.函数y =log 2(sin x )的定义域为________.2.函数y =2sin x -3的定义域为( )A .⎣⎡⎦⎤π3,2π3B .⎣⎡⎦⎤2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) C .⎝⎛⎭⎫2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) D .⎣⎡⎦⎤k π+π3,k π+2π3(k ∈Z)3.y =2sin x -2的定义域为________________________.4.函数y =tan 2x 的定义域是( )A .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π+π4,k ∈Z B .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2+π8,k ∈Z C .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π+π8,k ∈Z D .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π2+π4,k ∈Z5.x ∈[0,2π],y =tan x +-cos x 的定义域为( )A.⎣⎡⎭⎫0,π2B.⎝⎛⎦⎤π2,πC.⎣⎡⎭⎫π,3π2D.⎝⎛⎦⎤3π2,2π题型二 三角函数的值域(最值)三角函数值域的不同求法(1)利用sin x 和cos x 的值域直接求(2)把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域(3)把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域 (4)利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域1.函数f (x )=4-2cos 13x 的最小值是________,取得最小值时,x 的取值集合为________.2.函数f (x )=2cos x +sin x 的最大值为________.3.已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( )A .f (x )的最小正周期为π,最大值为3B .f (x )的最小正周期为π,最大值为4C .f (x )的最小正周期为2π,最大值为3D .f (x )的最小正周期为2π,最大值为44.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为( ) A .⎣⎡⎦⎤-32,32 B .⎣⎡⎦⎤-32,3 C .⎣⎡⎦⎤-332,332 D .⎣⎡⎦⎤-332,35.函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3,x ∈⎝⎛⎭⎫-π6,π6的值域为________.6.函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫πx 6-π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( )A .2-3B .0C .-1D .-1- 37.已知f (x )=sin 2x -3cos 2x ,若对任意实数x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,都有|f (x )|<m ,则实数m 的取值范围是________.8.函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________.9.函数f (x )=cos 2x +6cos π2-x 的最大值为10.函数y =sin x +cos x +sin x cos x 的值域为_______11.函数y =sin x -cos x +sin x cos x ,x ∈[0,π]的值域为________.12.函数y =tan ⎝⎛⎭⎫π2-x ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4,且x ≠0的值域为________.题型三 三角函数的单调性类型一 求三角函数的单调区间 1.f (x )=|tan x |;2.y =|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[0,π] C.⎣⎡⎦⎤π,3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π3.函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的递增区间是________.4.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π4-2x ,则函数f (x )的单调递减区间为( )A.⎣⎡⎦⎤3π8+2k π,7π8+2k π(k ∈Z)B.⎣⎡⎦⎤-π8+2k π,3π8+2k π(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤3π8+k π,7π8+k π(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤-π8+k π,3π8+k π(k ∈Z) 5.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的减区间为________.6.函数y =cos ⎝⎛⎭⎫π4-2x 的单调递减区间为________.7.函数 f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6在x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2上的单调性递增区间为 ; 递减区间为8.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫12x +π3,x ∈[-2π,2π]的递增区间是( )A .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3 B .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3和⎣⎡⎦⎤π3,2π C .⎣⎡⎦⎤-5π3,π3 D .⎣⎡⎦⎤π3,2π9.已知函数f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,x ∈[-π,0],则f (x )的单调递增区间是________.10.若锐角φ满足sin φ-cos φ=22,则函数f (x )=sin 2(x +φ)的单调递增区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤2k π-5π12,2k π+π12(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤2k π+π12,2k π+7π12(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤k π+π12,k π+7π12(k ∈Z)11.比较大小:sin ⎝⎛⎭⎫-π18________sin ⎝⎛⎭⎫-π10.12.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.13.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6.讨论函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π12,π2上的单调性并求出其值域.类型二 已知单调性求参数值或范围 已知单调区间求参数范围的3种方法 1.函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω等于2.若f (x )=cos 2x +a cos ( π2+x )在区间⎝⎛⎭⎫π6,π2上是增函数,则实数a 的取值范围为________.3.已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4的一个递减区间为⎣⎡⎦⎤π8,5π8,则ω=________.4.若函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上是减函数,则ω的取值范围是 .5.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π3(ω>0),若函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π,3π2上为减函数,则实数ω的取值范围是________.6.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0),f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π3,且f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω=________.7.若函数f (x )=2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值为1,则ω=________.8.若函数f (x )=cos x -sin x 在[0,a ]是减函数,则a 的最大值是________.题型四 三角函数的周期性三角函数周期的求解方法1.已知函数f (x )=cos ⎝⎭⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为π,则ω=________. 2.函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫πx +π3的最小正周期为________ 3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的最小正周期为________ 4.函数 + 的最小正周期为______.5.在函数:①y =cos|2x |,②y =|cos x |,③y =cos2x +π6,④y =tan ⎝⎛⎭⎫2x -π4中,最小正周期为π的所有函数为( )A .②④B .①③④C .①②③D .①③6.函数f (x )=tan x1+tan 2x 的最小正周期为________题型五 三角函数的奇偶性与三角函数奇偶性相关的结论:三角函数中,判断奇偶性的前提是定义域关于原点对称,奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx +b 的形式.常见的结论有:(1)若y =A sin(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z).(2)若y =A cos(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z).(3)若y =A tan(ωx +φ)为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z). 1.函数y =1-2sin 2( x -3π4)是( )A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为π2的奇函数D .最小正周期为π2的偶函数2.若函数 是偶函数,则 等于______ 3.若函数是偶函数,则 ________.4.若 是定义在 上的偶函数,其中,则 _____5.将函数 向右平移个单位,得到一个偶函数的图象,则 最小值为__6.若函数f (x )=sin x +φ3(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=________.7.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π)满足f (|x |)=f (x ),则φ的值为( ) A.π6 B.π3 C.5π6 D.2π3题型五 三角函数的对称性(1) 求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)函数的图象对称轴或对称中心时,都是把“ωx +φ”看作一个整体,然后根据三角函数图象的对称轴或对称中心列方程进行求解. (2) 在判断对称轴或对称中心时,用以下结论可快速解题:设y =f (x )=A sin(ωx +φ),g (x )=A cos(ωx +φ),x =x 0是对称轴方程⇔f (x 0)=±A ,g (x 0)=±A ; (x 0,0)是对称中心⇔f (x 0)=0,g (x 0)=0.(3)函数y =A sin(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω+π2ω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω,0;函数y =A cos(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω+π2ω,0;函数y =A tan(ωx +φ)的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2ω-φω,0.上述k ∈Z 1.下列函数的最小正周期为π且图像关于直线x =π3对称的是( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π32.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的图象的一个对称中心是( ) A .(-π,0) B.⎝⎛⎭⎫-3π4,0 C.⎝⎛⎭⎫3π2,0 D.⎝⎛⎭⎫π2,03.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-cos 2x 的图象的一条对称轴的方程可以是( ) A .x =-π6 B .x =11π12 C .x =-2π3 D .x =7π123.已知函数y =sin(2x +φ)( -π2<φ<π2 )的图象关于直线x =π3对称,则φ的值为4.函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0)对任意x 都有f ( π6+x )=f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为( ) A .2或0 B .-2或2 C .0 D .-2或05.函数f (x )=sin x -cos x 的图像( )A .关于直线x =π4对称B .关于直线x =-π4对称C .关于直线x =π2对称D .关于直线x =-π2对称6.如果函数y =3cos(2x +φ)的图像关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0中心对称,那么|φ|的最小值为( )A .π6B .π4C .π3D .π27.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-13在区间(0,π)内的所有零点之和为( )A.π6B.π3C.7π6D.4π38.已知函数y =sin(2x +φ)在x =π6处取得最大值,则函数y =cos(2x +φ)的图象( ) A .关于点⎝⎛⎭⎫π6,0对称B .关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称C .关于直线x =π6对称 D .关于直线x =π3对称9.(理科)已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3,0,其中ω为常数,且ω∈(1,3).若对任意的实数x ,总有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2),则|x 1-x 2|的最小值是( )A .1 B.π2C .2D .π10.(理科)设函数f (x )=3sin ωx +cos ωx (ω>0),其图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6,π3内,且f (x )的最小正周期大于π,则ω的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫12,1 B .(0,2) C .(1,2) D .[1,2)题型六 三角函数的性质综合运用1.下列函数中,周期为π,且在⎣⎡⎦⎤π4,π2上单调递增的奇函数是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2C .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2D .y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x2.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上为减函数的是( )A .y =sin 2xB .y =2|cos x |C .y =cos x 2D .y =tan(-x )3.设函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3,则下列结论错误的是( ) A .f (x )的一个周期为-2π B .y =f (x )的图像关于直线x =8π3对称 C .f (x +π)的一个零点为x =π6D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π单调递减4.将函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,则下列说法不正确的是( )A .g (x )的最小正周期为πB .g ⎝⎛⎭⎫π6=32C .x =π6是g (x )图象的一条对称轴 D .g (x )为奇函数5.定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )=sin x ,则f ⎝⎛⎭⎫5π3的值为( )A .-12 B.12 C.716 D.326.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求函数f (x )图像的对称轴方程;(2)求f (x )的递增区间;(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.7.已知函数f (x )=2cos 2⎝⎛⎭⎫x -π6+2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4sin ⎝⎛⎭⎫x +π4. (1)求函数f (x )的最小正周期和图象的对称中心;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值和最小值.8.已知函数f (x )=a ( 2cos 2x 2+sin x )+b . (1)若a =-1,求函数f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈[0,π]时,函数f (x )的值域是[5,8],求a ,b 的值.9.已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+sin 2x -cos 2x + 2. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)若存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π3满足[f (x )]2-22f (x )-m >0,求实数m 的取值范围.。
1 【精品】2019届高三数学年复习专题--立体几何专题训练附参考答案一、解答题 1.如图所示,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 是棱长为2的正方形,侧面PAD 为正三角形,且面PAD ⊥面ABCD ,E 、F 分别为棱AB 、PC 的中点. (1)求证:EF ∥平面PAD ; (2)求三棱锥B-EFC 的体积; (3)求二面角P-EC-D 的正切值.2.如图,三棱柱ABF-DCE 中,∠ABC=120°,BC=2CD ,AD=AF ,AF ⊥平面ABCD .(Ⅰ)求证:BD ⊥EC ;(Ⅱ)若AB=1,求四棱锥B-ADEF 的体积.3.正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1,AA 1=2,E 为棱CC 1的中点. (1)求证:B 1D 1⊥AE ;(2)求三棱锥A-BDE 的体积.4.如图,四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 是矩形,平面PAD ⊥底面ABCD ,且△PAD 是边长为2的等边三角形,PC= ,M 在PC 上,且PA ∥面MBD . (1)求证:M 是PC 的中点; (2)求多面体PABMD 的体积.25.已知四棱锥P-ABCD ,底面ABCD 为菱形,∠ABC=60°,△PAB 是等边三角形,AB=2,PC= ,AB 的中点为E.(1)证明:PE ⊥平面ABCD ; (2)求三棱锥D-PBC 的体积.6.一块边长为10cm 的正方形铁块按如图所示的阴影部分裁下,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正四棱锥形容器.(1)试把容器的容积V 表示为x 的函数.(2)若x =6,求图2的主视图的面积.7.如图,矩形ABCD 中,BC=2,AB=1,PA ⊥平面ABCD ,BE ∥PA ,BE=PA ,F 为PA 的中点.(1)求证:PC ∥平面BDF .(2)记四棱锥C-PABE 的体积为V 1,三棱锥P-ACD 的体积为V 2,求的值.8.如图,直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,D ,E 分别是AB ,BB 1的中点,AA 1=AC=CB=2,AB=2 .(Ⅰ)证明:BC 1∥平面A 1CD ;(Ⅱ)求锐二面角D-A 1C-E 的余弦值.9.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠DAB=60°,PD⊥平面ABCD,PD=AD=1,点E、F分别为AB和PC的中点,连接EF、BF.(1)求证:直线EF∥平面PAD;(2)求三棱锥F-PBE的体积.10.如图,梯形FDCG,DC∥FG,过点D,C作DA⊥FG,CB⊥FG,垂足分别为A,B,且DA=AB=2.现将△DAF沿DA,△CBG沿CB翻折,使得点F,G重合,记为E,且点B在面AEC的射影在线段EC上.(Ⅰ)求证:AE⊥EB;(Ⅱ)设=λ,是否存在λ,使二面角B-AC-E的余弦值为?若存在,求λ的值;若不存在,说明理由.11.在四边形ABCD中,对角线AC,BD垂直相交于点O,且OA=OB=OD=4,OC=3.将△BCD沿BD折到△BED的位置,使得二面角E-BD-A的大小为90°(如图).已知Q为EO的中点,点P在线段AB 上,且.(Ⅰ)证明:直线PQ∥平面ADE;(Ⅱ)求直线BD与平面ADE所成角θ的正弦值.12.如图,四棱锥P-ABCD是底面边长为1的正方形,PD⊥BC,PD=1,PC=.(Ⅰ)求证:PD⊥面ABCD;(Ⅱ)求二面角A-PB-D的大小.3413.如图在三棱锥A-BCD 中,侧面ABD 、ACD 是全等的直角三角形,AD 是公共的斜边,且AD= ,BD=CD=1,另一个侧面是正三角形. (1)求证:AD ⊥BC ;(2)求二面角B-AC-D 的余弦值; (3)点E 在直线AC 上,当直线ED 与平面BCD 成30°角若时,求点C 到平面BDE 的距离.14.如图所示,在边长为 的正方形ABCD 中,以A 为圆心画一个扇形,以O 为圆心画一个圆,M ,N ,K 为切点,以扇形为圆锥的侧面,以圆O 为圆锥底面,围成一个圆锥,求圆锥的全面积与体积.15.如图,在四棱锥P-ABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,∠ABC=∠BAD=90°,AD=AP=4,AB=BC=2,M 为PC 的中点,点N 在线段AD 上.(I )点N 为线段AD 的中点时,求证:直线PA ∥BMN ; (II )若直线MN 与平面PBC 所成角的正弦值为,求平面PBC 与平面BMN 所成角θ的余弦值.16.如图,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 是CC 1的中点,求证: (1)AC 1⊥BD ;(2)AC 1∥平面BDE .17.如图,棱长为1的正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中, (1)求证:AC ⊥平面B 1D 1DB ; (2)求三棱锥B-CD 1B 1的体积.18.在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,∠APD=90°,PA=PD=AB=a,ABCD是矩形,E是PD的中点.(1)求证:PB∥平面AEC(2)求证:PB⊥AC.19.如图,已知平面ADC∥平面A1B1C1,B为线段AD的中点,△ABC≈△A1B1C1,四边形ABB1A1为正方形,平面AA1C1C丄平面ADB1A1,A1C1=A1A,∠C1A1A=,M为棱A1C1的中点.(I)若N为线段DC1上的点,且直线MN∥平面ADB1A1,试确定点N的位置;(Ⅱ)求平面MAD与平面CC1D所成的锐二面角的余弦值.20.如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,D为AA1的中点,E为BC的中点.(1)求证:直线AE∥平面BDC1;(2)若三棱柱 ABC-A1B1C1是正三棱柱,AB=2,AA1=4,求平面BDC1与平面ABC所成二面角的正弦值.21.如图所示,已知长方体ABCD中,AB=4,AD=2,M为DC的中点.将△ADM沿AM折起,使得AD⊥BM.(1)求证:平面ADM⊥平面ABCM;(2)若点E为线段DB的中点,求点E到平面DMC的距离.5622.如图所示,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 是棱DD 1的中点. (1)若正方体的棱长为1,求三棱锥B 1-A 1BE 的体积;(2)在棱C 1D 1上是否存在一点F ,使B 1F ∥面A 1BE ?若存在,试确定点F 的位置,并证明你的结论.23.如图,三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,BC ⊥平面AA 1C 1C ,BC=CA=AA 1=2,∠CAA 1=60°.(1)求证:AC 1⊥A 1B ;(2)求直线A 1B 与平面BAC 1所成角的正弦值.24.在图所示的几何体中,底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,EC ∥PD ,且PD=AD=2EC=2,N 为线段PB 的中点. (1)证明:NE ⊥平面PBD ; (2)求四棱锥B-CEPD 的体积.25.已知梯形ABCD 中AD ∥BC ,∠ABC=∠BAD=,AB=BC=2AD=4,E 、F 分别是AB 、CD 上的点,EF ∥BC ,AE=x .沿EF 将梯形AEFD 翻折,使平面AEFD ⊥平面EBCF (如图).G 是BC 的中点.(1)当x =2时,求证:BD ⊥EG ;(2)当x 变化时,求三棱锥D-BCF 体积的最大值.26.如图,长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=16,BC=10,AA 1=8,点E ,F 分别在A 1B 1,D 1C 1上,A 1E=D 1F=4,过点E ,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由); (2)求直线AF 与平面α所成角的正弦值.727.在如图所示的多面体ABCDEF 中,四边形ABCD 为正方形,底面ABFE 为直角梯形,∠ABF 为直角, ,,平面ABCD ⊥平面ABFE . (1)求证:DB ⊥EC ;(2)若AE=AB ,求二面角C-EF-B 的余弦值.28.如图,四棱锥P-ABCD 中,AD ⊥平面PAB ,AP ⊥AB . (1)求证:CD ⊥AP ; (2)若CD ⊥PD ,求证:CD ∥平面PAB .29.如图所示,四棱锥P-ABCD 的侧面PAD 是边长为2的正三角形,底面ABCD 是∠ABC=60°的菱形,M 为PC 的中点,PC= .(Ⅰ)求证:PC ⊥AD ;(Ⅱ)求三棱锥M-PAB 的体积.30.如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 是平行四边形,∠ADC=45°,AD=AC=2,O 为AC 的中点,PO ⊥平面ABCD 且PO=6,M 为BD的中点.(1)证明:AD ⊥平面PAC ; (2)求直线AM 与平面ABCD 所成角的正切值.31.如图,多面体EF-ABCD 中,ABCD 是正方形,AC 、BD 相交于O ,EF ∥AC ,点E 在AC 上的射影恰好是线段AO 的中点. (Ⅰ)求证:BD ⊥平面ACF ;(Ⅱ)若直线AE 与平面ABCD 所成的角为60°,求平面DEF 与平面ABCD 所成角的正弦值.32.如图,三棱锥P-ABC 中,平面PAC ⊥平面ABC ,∠BCA=90°,且BC=CA=2,PC=PA .(1)求证:PA ⊥BC ;8 (2)当PC 的值为多少时,满足PA ⊥平面PBC ?并求出此时该三棱锥P-ABC 的体积.33.如图,直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,AA 1=AB ,AB ⊥BC ,且N 是A 1B 的中点.(1)求证:直线AN ⊥平面A 1BC ;(2)若M 在线段BC 1上,且MN ∥平面A 1B 1C 1,求证:M 是BC 1的中点.34..如图所示,在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=AD=1,AA 1=2,点P 为DD 1的中点. (1)求证:直线BD 1∥平面PAC (2)求证:平面PAC ⊥平面BDD 1B 1.35.如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 为直角梯形,AD ∥BC ,∠ADC=90°,平面PAD ⊥底面ABCD ,Q 为AD 的中点,M 是棱PC 上的点,PA=PD=2,BC=AD=1,CD= . (1)求证:平面MQB ⊥平面PAD ; (2)若二面角M-BQ-C 大小的为60°,求QM 的长.36.如 图,正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长为2,E 、F 、G 分别为 AB 、BB 1、B 1C 1 的中点. (1)求证:A 1D ⊥FG ;(2)求二面角 A 1-DE-A 的正切值.37.四棱锥P-ABCD 的直观图与三视图如图,PC ⊥面ABCD(1)画出四棱锥P-ABCD 的侧视图(标注长度) (2)求三棱锥A-PBD的9 体积.38.如图,长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=AD=1,AA 1=2,点P 为棱DD 1上一点.(1)求证:平面PAC ⊥平面BDD 1B 1;(2)若P 是棱DD 1的中点,求CP 与平面BDD 1B 1所成的角大小.39.如图,四棱锥P-ABCD 中,PA ⊥底面ABCD ,AB ∥CD ,AD=CD=1,∠BAD=120°,PA= ,∠ACB=90°,M 是线段PD 上的一点(不包括端点).(Ⅰ)求证:BC ⊥平面PAC ; (Ⅱ)求二面角D-PC-A 的正切值; (Ⅲ)试确定点M 的位置,使直线MA 与平面PCD 所成角θ的正弦值为.40.已知四棱锥P-ABCD 中,AD=2BC ,且AD ∥BC ,点M ,N 分别是PB ,PD 中点,平面MNC 交PA 于Q . (1)证明:NC ∥平面PAB(2)试确定Q 点的位置,并证明你的结论.41.一个正三棱柱的三视图如图所示,求这个三棱柱的表面积和体10 积.42.如图,四棱锥P-ABCD 的底面是正方形,侧棱PA ⊥底面ABCD ,E 是PA 的中点. (Ⅰ)求证:PC ∥平面BDE ; (Ⅱ)证明:BD ⊥CE .43.如图所示,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 、G 、H 分别是BC 、C 1D 1、AA 1、的中点.(Ⅰ)求异面直线D 1H 与A 1B 所成角的余弦值(Ⅱ)求证:EG ∥平面BB 1D 1D .44.如图所示,在四棱锥P-ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊥AD ,AB=AD=AP=2CD=2,M 是棱PB 上一点. (Ⅰ)若BM=2MP ,求证:PD ∥平面MAC ; (Ⅱ)若平面PAB ⊥平面ABCD ,平面PAD ⊥平面ABCD ,求证:PA ⊥平面ABCD ;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,若二面角B-AC-M 的余弦值为,求 的值.45.如图,已知在侧棱垂直于底面的三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,AC=3,AB=5,BC=4,AA 1=4点D 是AB 的中点. (1)求证:AC 1∥平面B 1DC ;11 (2)求三棱锥A 1-B 1CD 的体积.46.如图,以正四棱锥V-ABCD 的底面中心O 为坐标原点建立空间直角坐标系O-xyz ,其中O x ∥BC ,O y ∥AB ,E 为VC 中点,正四棱锥的底面边长为2a ,高为h ,且有cos <, >=-. (1)求的值;(2)求二面角B-VC-D 的余弦值.47.如图1,四边形ABCD 为直角梯形,AD ∥BC ,AD ⊥AB ,AD=1,BC=2,E 为CD 上一点,F 为BE 的中点,且DE=1,EC=2,现将梯形沿BE 折叠(如图2),使平面BCE ⊥ABED .(1)求证:平面ACE ⊥平面BCE ;(2)能否在边AB 上找到一点P (端点除外)使平面ACE 与平面PCF 所成角的余弦值为?若存在,试确定点P 的位置,若不存在,请说明理由.48.如图,三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,侧面ACC 1A 1⊥侧面ABB 1A 1,∠B 1A 1A=∠C 1A 1A=60°,AA 1=AC=4,AB=1. (Ⅰ)求证:A 1B 1⊥B 1C 1;(Ⅱ)求三棱锥ABC-A 1B 1C 1的侧面积.49.在四棱锥中P-ABCD ,底面ABCD 是正方形,侧面PAD ⊥底面ABCD ,且PA=PD=AD 、E 、F ,分别为PC 、BD 的中点. (1)求证:EF ∥平面PAD ;(2)若AB=2,求三棱锥E-DFC 的体积.1250.如图,四棱锥P-ABCD 中,△PAD 为正三角形,AB ∥CD ,AB=2CD ,∠BAD=90°,PA ⊥CD ,E 为棱PB 的中点 (Ⅰ)求证:平面PAB ⊥平面CDE ;(Ⅱ)若直线PC 与平面PAD 所成角为45°,求二面角A-DE-C 的余弦值.51.如图,在边长为2的正方形ABCD 中,点E ,F 分别是AB ,BC 的中点,将△AED ,△DCF 分别沿DE ,DF 折起,使A ,C 两点重合于P .(Ⅰ)求证:平面PBD ⊥平面BFDE ; (Ⅱ)求四棱锥P-BFDE 的体积.【答案】1.(1)证明:取PD 中点G ,连结GF 、AG ,∵GF 为△PDC 的中位线,∴GF ∥CD 且, 又AE ∥CD 且,∴GF ∥AE 且GF=AE ,13 ∴EFGA 是平行四边形,则EF ∥AG , 又EF ⊄面PAD ,AG ⊂面PAD , ∴EF ∥面PAD ;(2)解:取AD 中点O ,连结PO ,∵面PAD ⊥面ABCD ,△PAD 为正三角形,∴PO ⊥面ABCD ,且 , 又PC 为面ABCD 斜线,F 为PC 中点,∴F 到面ABCD 距离,故;(3)解:连OB 交CE 于M ,可得R t △EBC ≌R t △OAB , ∴∠MEB=∠AOB ,则∠MEB+∠MBE=90°,即OM ⊥EC .连PM ,又由(2)知PO ⊥EC ,可得EC ⊥平面POM ,则PM ⊥EC , 即∠PMO 是二面角P-EC-D 的平面角,在R t △EBC 中,,∴, ∴,即二面角P-EC-D的正切值为.2.(Ⅰ)证明:三棱柱ABF-DCE 中,AF ⊥平面ABCD .∴DE ∥AF ,ED ⊥平面ABCD ,∵BD ⊂平面ABCD ,∴ED ⊥BD , 又ABCD 是平行四边形,∠ABC=120°,故∠BCD=60°. ∵BC=2CD ,故∠BDC=90°.故BD ⊥CD . ∵ED∩CD=D ,∴BD ⊥平面ECD . ∵EC ⊂平面ECD , ∴BD ⊥EC ;(Ⅱ)解:由BC=2CD ,可得AD=2AB ,∵AB=1,∴AD=2,作BH ⊥AD于H ,∵AF ⊥平面ABCD ,∴BH ⊥平面ADEF ,又∠ABC=120°, ∴BH=,∴.3.解:(1)证明:连接BD ,则BD ∥B 1D 1, ∵ABCD 是正方形,∴AC ⊥BD . ∵CE ⊥面ABCD , ∴CE ⊥BD . 又AC∩CE=C , ∴BD ⊥面ACE . ∵AE ⊂面ACE , ∴BD ⊥AE ,∴B 1D 1⊥AE .-----------(6分)(2)S △ABD =2 △.-----------(12分) 4.证明:(1)连AC 交BD 于E ,连ME .14∵ABCD 是矩形,∴E 是AC 中点.又PA ∥面MBD ,且ME 是面PAC 与面MDB 的交线, ∴PA ∥ME ,∴M 是PC 的中点. 解:(2)取AD 中点O ,连OC .则PO ⊥AD , 由平面PAD ⊥底面ABCD ,得PO ⊥面ABCD ,∴ , ,∴ , ∴ , ,∴.5.证明:(1)由题可知PE ⊥AB ,CE ⊥AB . ∵AB=2,∴PE=CE= .又∵PC= ,∴PE 2+EC 2=PC 2, ∴∠PEC=90°,即PE ⊥CE . 又∵AB ,CE ⊂平面ABCD , ∴PE ⊥平面ABCD ;解:(2)S △BCD =×22×sin 120°= ,PE= . 由(1)知:PE ⊥平面ABCD ,V P-BCD =•S △BCD •PE=1.∵V D-PBC =V P-BCD ,∴三棱锥D-PBC 的体积为1. 6.解:(1)设所截等腰三角形的底边边长为x cm . 在R t △EOF 中,EF=5cm ,OF=x cm ,所以EO=. 于是V=x 2(cm 3).依题意函数的定义域为{x |0<x <10}.(2)主视图为等腰三角形,腰长为斜高,底边长=AB=6,底边上的高为四棱锥的高=EO==4,S==12(cm 2)7.(1)证明:连结BF ,连接BD 交AC 与点O ,连OF , 依题得O 为AC 中点,又F 为PA 的中点, 所以OF 为△PAC 中位线,所以OF ∥PC因为OF ⊂平面BDF ,PC ⊄平面BDF 所以PC ∥平面BDF . ∴V 1=梯形 =(2)解:设BE=a ,则PA=2BE=2a , V 2=△ =(a +2a )×1×2=a . =. ∴.8.解:(Ⅰ)连结AC 1,交A 1C 于点O ,连结DO ,则O 为AC 1的中点,因为D 为AB 的中点,所以OD ∥BC 1,又因为OD ⊂平面A 1CD ,BC 1⊄平面A 1CD ,∴BC 1∥平面A 1CD…(4分) (Ⅱ)由 , ,可知AC ⊥BC ,以C 为坐标原点,方向为x 轴正方向, 方向为y轴正。
2023届新高考数学复习:专项(唯一零点求值问题)经典题提分练习一、单选题1.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()222e ex xf x x a +--=++++有唯一零点,则实数=a ( ) A .1 B .1- C .2D .2-2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()π4π4sin cos x x f x e ea x x --=+-+有唯一零点,则=a ( )A .πeB .4πeC D .13.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()sin x g x h e x x x ++=-,若函数()()20202320202x f g x x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为 A .1-或12B .1或12-C .1-或2D .2-或14.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()222212e 222x x x f x a a ---=-+-有唯一零点,则负实数=a A .2-B .12-C .1-D .12-或1-5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()11123e 22x x x f x a a ---=-+-有唯一零点,则负实数=a ( )A .13-B .12-C .-3D .-26.(2023ꞏ全国ꞏ高三阶段练习)已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则=a A .12-B .13C .12D .17.(2023春ꞏ云南曲靖ꞏ高三曲靖一中校考阶段练习)已知函数()1122222x x f x m x x --+⎛⎫=++- ⎪⎝⎭有唯一零点,则m 的值为( ) A .12-B .13C .12 D .188.(2023春ꞏ山西ꞏ高三统考)已知数列{}n a 的首项11a =,函数()()41cos 221n n f x x a x a +=+-+有唯一零点,则通项n a =( )A .13n -B .12n -C .21n -D .32n -9.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()e +=+x g x h x x ,若函数()()12e 12λλ-=+--x f x g x 有唯一零点,则正实数λ的值为( )A .13B .12C .1D .210.(2023春ꞏ辽宁ꞏ高三校联考期末)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且()()3x g x h x e x x +=+-,若函数()()2022220226x f x h x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为( )A .1-或12B .1或12-C .12-或13D .2-或111.(2023春ꞏ福建泉州ꞏ高三福建省德化第一中学校考开学考试)已知函数()()11sin 2x x f x x a e e π--+⎛⎫=++⎪⎝⎭有唯一零点,则=a ( )A .1-B .12-C .12D .112.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()()2ln 1ln f x x x a x =-+--有唯一零点,则=a ( )A .0B .12-C .1D .213.(2023春ꞏ重庆九龙坡ꞏ高三重庆市育才中学校考阶段练习)已知函数()(),g x h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()x g x h x e x +=+,若函数()()12216x f x g x λλ-=+--有唯一零点,则正实数λ的值为( )A .12B .13C .2D .314.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数2112()cos(1)1()x x x x a e e x f x --+=-+++--有唯一零点,则=a ( ) A .1B .13-C .13D .1215.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)若函数33()|3|x x f x x e e m --=-+++有唯一零点,则实数m 的值为( ) A .0B .-2C .2D .-116.(2023春ꞏ广西ꞏ高三校联考阶段练习)已知关于x 的函数()22214f x bx bx x b b =-+-++-有唯一零点x a =,则a b +=( )A .1-B .3C .1-或3D .417.(2023春ꞏ广东广州ꞏ高三广州六中校考)已知函数()(),g x h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()sin x g x h e x x x ++=-,若函数()()20212320212x f x g x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为( )A .1-或12 B .1或12-C .1-或2D .2-或1二、填空题18.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)若函数()()232xf x m x m x R =-+-∈有唯一零点,则实数m 的值为_________.19.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)若函数||2()2||2()x f x a x a x R =-+-∈有唯一零点,则实数a 的值为__________.20.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)若函数2()28ln 14f x x x x m =---有唯一零点,则实数m 的值_______. 21.(2023ꞏ全国ꞏ高三假期作业)已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则=a ________ 三、双空题22.(2023ꞏ浙江ꞏ高三专题练习)已知函数()f x ,()g x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且满足()()2x f x g x x +=-,则(0)f 的值为________:若函数2022()2(2021)2x h x f x λλ-|=---∣有唯一零点,则实数λ的值为________.23.(2023春ꞏ江苏苏州ꞏ高三校考期末)已知函数g (x ),h (x )分别是定义在R 的偶函数和奇函数,且满足()()sin ,x g x h x e x x +=+-则函数g (x )的解析式为_________;若函数|2021|2()3(2021)2x f x g x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为_________.参考答案一、单选题1.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()222e ex xf x x a +--=++++有唯一零点,则实数=a ( ) A .1 B .1- C .2 D .2-【答案】D【答案解析】设()(2)e e x xg x f x x a -=-=+++,定义域为R,∴()e e e e ()x x x xg x x a x a g x ---=-+++=+++=,故函数()g x 为偶函数,则函数(2)f x -的图象关于y 轴对称, 故函数()f x 的图象关于直线2x =-对称, ∵()f x 有唯一零点, ∴(2)0f -=,即2a =-. 故选:D .2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()π4π4sin cos x x f x e ea x x --=+-+有唯一零点,则=a ( )A .πeB .4πeC D .1【答案】C【答案解析】令()()ππ44sin cos 0x x f x e ea x x --=+-+=,则π44ππs in 4x x eex --⎛++=⎫ ⎪⎝⎭,记π4x t -=,则πsin cos 2t t e e t t -⎛⎫++= ⎪⎝⎭=,令(),t t e t g e -=+则()(),()t t g t t e e t g g -=-∴=-+,所以()g t 是偶函数,图象关于y 轴对称,因为()f x 只有唯一的零点,所以零点只能是0,t =2,a =∴=故选:C3.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()sin x g x h e x x x ++=-,若函数()()20202320202x f g x x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为 A .1-或12 B .1或12-C .1-或2D .2-或1【答案】A【答案解析】已知()()sin xg x h e x x x ++=-,①且()g x ,()h x 分别是R 上的偶函数和奇函数,则()()()sin xx g x e x x h -+---=++,得:()()sin xe x x g x h x --=-+,②①+②得:()2x xe e g x -+=,由于2020x -关于2020x =对称, 则20203x -关于2020x =对称,()g x 为偶函数,关于y 轴对称,则()2020g x -关于2020x =对称, 由于()()20202320202x f g x x λλ-=---有唯一零点,则必有()20200f =,()01g =,即:()()0223021202020f g λλλλ=--=--=,解得:1λ=-或12. 故选:A.4.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()222212e 222x x x f x a a ---=-+-有唯一零点,则负实数=a A .2- B .12-C .1-D .12-或1-【答案】A【答案解析】函数()()222212e222x x x f x a a ---=-+-有唯一零点, 设2x t -=,则函数()212e 222t tt y a a -=-+-有唯一零点,则()212e 222t tt a a --+=设()()()()()112e 222e 2222t t t tt t g t a g t a g t ---=-+-=-+= ,,∴()g t 为偶函数,∵函数()f t 有唯一零点, ∴()y g t =与2y a =有唯一的交点,∴此交点的横坐标为0,22a a ,∴-= 解得2a =- 或1a =(舍去),故选A .5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()11123e 22x x x f x a a ---=-+-有唯一零点,则负实数=a ( )A .13-B .12-C .-3D .-2【答案】C【答案解析】注意到直线1x =是13e x y -=和1122x x y --=+的对称轴,故1x =是函数()f x 的对称轴,若函数有唯一零点,零点必在1x =处取得,所以 ()21320f a a =--=,又0a <,解得3a =-.选C.6.(2023ꞏ全国ꞏ高三阶段练习)已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则=a A .12-B .13C .12D .1【答案】C【答案解析】因为()221111()2()1()1x x x x f x x x a e e x a e e --+--+=-++=-++-,设1t x =-,则()()()21t t f x g t t a e e -==++-,因为()()g t g t =-,所以函数()g t 为偶函数,若函数()f x 有唯一零点,则函数()g t 有唯一零点,根据偶函数的性质可知,只有当0=t 时,()0g t =才满足题意,即1x =是函数()f x 的唯一零点,所以210a -=,解得12a =.故选:C. 7.(2023春ꞏ云南曲靖ꞏ高三曲靖一中校考阶段练习)已知函数()1122222x x f x m x x --+⎛⎫=++- ⎪⎝⎭有唯一零点,则m 的值为( ) A .12-B .13C .12 D .18【答案】D【答案解析】()f x 有零点,则211222112224x x m x x x --+⎛⎫⎛⎫+=-+=--+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,令12t x =-,则上式可化为()21224t t m t -+=-+, 因为220t t -+>恒成立,所以24122t tt m --+=+,令()21422tt t h t --+=+,则()()()2211222244t t t tt t h t h t ----+-+-===++, 故()h t 为偶函数,因为()f x 有唯一零点,所以函数()h t 的图象与=y m 有唯一交点, 结合()h t 为偶函数,可得此交点的横坐标为0,故()001102842m h -===+. 故选:D8.(2023春ꞏ山西ꞏ高三统考)已知数列{}n a 的首项11a =,函数()()41cos 221n n f x x a x a +=+-+有唯一零点,则通项n a =( )A .13n -B .12n -C .21n -D .32n -【答案】C【答案解析】()()()()()()4411cos 221cos 221n n n n f x x a x a x a x a f x ++-=-+--+=+-+= , ()f x \为偶函数,图象关于y 轴对称,()f x \的零点关于y 轴对称,又()f x 有唯一零点,()f x \的零点为0x =,即()()10210n n f a a +=-+=,121n n a a +∴=+,即()1121n n a a ++=+, 又112a +=,∴数列{}1n a +是以2为首项,2为公比的等比数列, 12n n a ∴+=,则21n n a =-.故选:C.9.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()e +=+x g x h x x ,若函数()()12e 12λλ-=+--x f x g x 有唯一零点,则正实数λ的值为( )A .13B .12C .1D .2【答案】C【答案解析】由题设,()()()()()()e e xxg x h x x g x h x x g x h x -⎧+=+⎪⎨-+-=-=-⎪⎩,可得:()e e 2x xg x -+=,由()()12e12λλ-=+--x f x g x ,易知:()f x 关于1x =对称.当1x ≥时,1112()e (e e )22x x x f x λλ---=++-,则111()e (e e )02x x x f x λ---'=+->,所以()f x 单调递增,故1x <时()f x 单调递减,且当x 趋向于正负无穷大时()f x 都趋向于正无穷大, 所以()f x 仅有一个极小值点1,则要使函数只有一个零点,即()10f =,解得1λ=. 故选:C10.(2023春ꞏ辽宁ꞏ高三校联考期末)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且()()3x g x h x e x x +=+-,若函数()()2022220226x f x h x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为( )A .1-或12 B .1或12-C .12-或13D .2-或1【答案】C【答案解析】由题意,函数()g x ,()h x 分别是奇函数和偶函数,且()()3x g x h x e x x +=+-,可得()()()()()()33x x g x h x e x x g x h x g x h x e x x -⎧+=+-⎪⎨-+-=-+=-+⎪⎩,解得()2x xe e h x -+=, 则()()2x xe e h x h x -+-==,所以()h x 为偶函数,又由函数()()2022220226x f x h x λλ-=---关于直线2022x =对称,且函数()f x 有唯一零点,可得()20220f =,即00022602e e λλ+⨯-=-, 即2160λλ--=,解得13λ=或12λ=-.故选:C.11.(2023春ꞏ福建泉州ꞏ高三福建省德化第一中学校考开学考试)已知函数()()11sin 2x x f x x a e e π--+⎛⎫=++⎪⎝⎭有唯一零点,则=a ( )A .1-B .12-C .12D .1【答案】B【答案解析】因为函数()()11sin 2x x f x x a e e π--+⎛⎫=++⎪⎝⎭, 令1x t -=,则()()()()sin 1cos 22t t t tg t t a e e t a e e ππ--⎛⎫⎛⎫=+++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭为偶函数,因为函数()()11sin 2x x f x x a e e π--+⎛⎫=++⎪⎝⎭有唯一零点, 所以()()cos 2t tg t t a e e π-⎛⎫=++ ⎪⎝⎭有唯一零点,根据偶函数的对称性,则()0120g a =+=, 解得12a =-,故选:B12.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()()2ln 1ln f x x x a x =-+--有唯一零点,则=a ( )A .0B .12-C .1D .2【答案】C【答案解析】函数()f x 的定义域为()1,a -,则1a >-,()1121f x x x x a'=--+-, 则()()()2211201f x x x a ''=++>+-,所以,函数()f x '在()1,a -上为增函数,当1x +→-时,()f x '→-∞,当x a -→时,()f x '→+∞, 则存在()01,x a ∈-,使得()000011201f x x x x a '=--=+-,则0001121x a x x =--+, 当01x x -<<时,()0f x '<,此时函数()f x 单调递减, 当0x x a <<时,()0f x ¢>,此时函数()f x 单调递增,()()()()20000min ln 1ln f x f x x x a x ∴==-+--,由于函数()()()2ln 1ln f x x x a x =-+--有唯一零点,则()()()()20000min ln 1ln 0f x f x x x a x ==-+--=,由0000112011x a x x x ⎧=->⎪-+⎨⎪>-⎩,解得01x -<<所以,()()()2220000000200002111ln 1ln ln 1ln 2ln 0111x x x x x x x a x x x x ⎡⎤⎛⎫-++=-++-=+-=⎢⎥ ⎪-+++⎢⎥⎝⎭⎣⎦,令()()2212ln 11x x x x x ϕ⎡⎤=+-⎢⎥++⎢⎥⎣⎦,其中112x --<<, ()()()()()()()()()2432322212222482422122221122111x x x x x x x x x x x x x x x x x x ϕ⎡⎤++++++'=+⋅-=+=⎢⎥--+-++-++⎢⎥⎣⎦()()()()222241222211x x x xx x ++-=+-+,112x -<<,则22210x x +-<,10x +>,220x ->,则()0x ϕ'<,所以,函数()x ϕ在11,2⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭上单调递减,且()00ϕ=,00x ∴=, 从而可得11a=,解得1a =. 故选:C.13.(2023春ꞏ重庆九龙坡ꞏ高三重庆市育才中学校考阶段练习)已知函数()(),g x h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()x g x h x e x +=+,若函数()()12216x f x g x λλ-=+--有唯一零点,则正实数λ的值为( )A .12 B .13C .2D .3【答案】A【答案解析】由已知条件可知()()()()()()xxg x h x e xg x h x e x g x h x -⎧+=+⎪⎨-+-=-=-⎪⎩由函数奇偶性易知()2x x e e g x -+=令()()226xx g x ψλλ=+-,()x ψ为偶函数.当0x ≥时,()'2202x xxe e x ln ψλ--=+>,()x ψ单调递增,当0x <时,()x ψ单调递减,()x ψ仅有一个极小值点()0,f x ()x ψ图象右移一个单位,所以仅在1处有极小值,则函数只有1一个零点,即()10f =, 解得12λ=,故选:A14.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数2112()cos(1)1()x x x x a e e x f x --+=-+++--有唯一零点,则=a ( ) A .1B .13-C .13D .12 【答案】D【答案解析】因为21(1)()(1)(e e )cos(1)2x x f x x a x ---=-+++--,令1x t -= 则2()(e e )cos 2t t g t t a t -=+++-,因为函数()2112(1(s ))co 1x x x x a e e f x x --+=-+++--有唯一零点, 所以()g t 也有唯一零点,且()g t 为偶函数,图象关于y 轴对称,由偶函数对称性得(0)0g =,所以2120a +-=,解得12a =, 故选:D.15.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)若函数33()|3|x x f x x e e m --=-+++有唯一零点,则实数m 的值为( ) A .0B .-2C .2D .-1【答案】B【答案解析】设()(3)||x x g x f x x e e m -=+=+++,∴()||||()x x x x g x x e e m x e e m g x ---=-+++=+++=故函数()g x 为偶函数,则函数(3)f x +的图像关于y 轴对称,故函数()f x 的图像关于直线3x =对称, ∵()f x 有唯一零点∴(3)0f =,即2m =-,经检验,33()|3|2x x f x x e e --=-++-仅有1个零点3x =.故选:B.16.(2023春ꞏ广西ꞏ高三校联考阶段练习)已知关于x 的函数()22214f x bx bx x b b =-+-++-有唯一零点x a =,则a b +=( )A .1-B .3C .1-或3D .4【答案】B 【答案解析】22()(1)14f x b x x b =-+-+-,令1t x =-, 则有22()4g t bt t b =++-是偶函数,若只有唯一零点,则必过原点,即(0)0g =,从而2b =±.当2b =-时,有3个零点,舍去.故2b =,此时10t a =-=,则1a =,故3a b +=.故选:B17.(2023春ꞏ广东广州ꞏ高三广州六中校考)已知函数()(),g x h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()sin x g x h e x x x ++=-,若函数()()20212320212x f x g x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为( ) A .1-或12B .1或12-C .1-或2D .2-或1【答案】A【答案解析】已知()()sin x g x h e x x x ++=-,① 且()g x ,()h x 分别是R 上的偶函数和奇函数,则()()()sin x x g x e x x h -+---=++,得:()()sin x e x x g x h x --=-+,②①+②得:()2x xe e g x -+=, 由于2021x -关于2021x =对称, 则20213x -关于2021x =对称,()g x 为偶函数,关于y 轴对称,则()2021g x -关于2021x =对称,由于()()20212320212x f x g x λλ-=---有唯一零点,则必有()20210f =,()01g =,即:()()0223022021120g f λλλλ=--=--=,解得:1λ=-或12.故选:A.二、填空题18.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)若函数()()232x f x m x m x R =-+-∈有唯一零点,则实数m 的值为_________.【答案】1±【答案解析】()2,32()x x R f x m x m f x -∈-=--+-=()f x ∴是偶函数 根据偶函数的性质,可得(0)0f =,02320m +-=,解得1m =±当1m =时,此时()31xf x x =--,有唯一零点; 当1m =-时,此时()31xf x x =+-,也有唯一零点; 故1m =±时有唯一零点.故答案为:1±19.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)若函数||2()2||2()x f x a x a x R =-+-∈有唯一零点,则实数a 的值为__________.【答案】1-【答案解析】因为x R ∈,又||2()2||2()x f x a x a f x --=--+-=,所以函数为偶函数.因为函数有一个零点,根据偶函数的性质,可得(0)0f =,所以02220a +-=,解得1a =±.当1a =,此时||()2||1x f x x =--,知1(2)02f f ⎛⎫< ⎪⎝⎭,()f x 有零点(1x =),不符合题意: 当1a =-,此时||()2||1x f x x =+-在(0,)+∞上单调递增,()(0)0f x f >=,根据偶函数对称性,符合题意;所以1a =-.故答案为:1-20.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)若函数2()28ln 14f x x x x m =---有唯一零点,则实数m 的值_______.【答案】16ln 224--【答案解析】由题意,函数2()28ln 14f x x x x m =---有唯一零点,即方程228ln 14x x x m --=有唯一实数解,令2()28ln 14h x x x x =--,则82(4)(21)()414,0x x h x x x x x-+'=--=>, 当>4x 时,()0h x '>,当04x <<时,()0h x '<,所以()h x 在(4,)+∞上单调递增,在(0,4)上单调递减,则函数()h x 在4x =处取得最小值,最小值为(4)16ln 224h =--,要使得函数2()28ln 14f x x x x m =---有唯一零点,则16ln 224m =--.故答案为:16ln 224--.21.(2023ꞏ全国ꞏ高三假期作业)已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则=a ________ 【答案】12【答案解析】()()()()221111211x x x x f x x x a e e x a e e --+--+=-++=--++ 设1t x =-,则()()21t t f t t a e e -=-++定义域为R ,()()()()21t t f t t a e e f t --=--++= 所以()f t 为偶函数,所以()f x 的图像关于1x =成轴对称要使()f x 有唯一零点,则只能()10f =,即()2001210a e e -⨯++= 解得12a =, 故答案为:12.三、双空题22.(2023ꞏ浙江ꞏ高三专题练习)已知函数()f x ,()g x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且满足()()2x f x g x x +=-,则(0)f 的值为________:若函数2022()2(2021)2x h x f x λλ-|=---∣有唯一零点,则实数λ的值为________.【答案】 1 1-或12【答案解析】因为()g x 是定义在R 上的奇函数,所以有(0)0g =,因为()()2x f x g x x +=-,所以(0)(0)1f g +=,所以(0)1f =,令||2()2()2x F x f x λλ=--,因为()f x 是定义在R 上的偶函数,所以||2||2()2()22()2()x x F x f x f x f x λλλλ--=---=--=,所以()F x 是定义在R 上的偶函数,图象关于y 轴对称,所以|2021|2()2(2021)2(2021)x h x f x F x λλ-=---=-,所以()h x 的图象关于2021x =对称,因为()h x 有唯一零点,所以(2021)0h =,即21(0)20f λλ--=,即2120λλ--=,解得1λ=-或12.故答案为:1,1-或12. 23.(2023春ꞏ江苏苏州ꞏ高三校考期末)已知函数g (x ),h (x )分别是定义在R 的偶函数和奇函数,且满足()()sin ,x g x h x e x x +=+-则函数g (x )的答案解析式为_________;若函数|2021|2()3(2021)2x f x g x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为_________.【答案】 ()12x x e e -+ 12或1-【答案解析】∵()g x ,()h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,∴()()g x g x -=,()()h x h x -=-又∵()()sin x g x h x e x x +=+-①,∴()()()()e sin x g x h x g x h x x x --+-=-=-+②①+②:2()e e x x g x -=+,∴()1()e e 2x x g x -=+, 又∵()()2021202112(2022021)21()3202123e 22x x x x f x g x e λλλλ----⎡⎤=---=-⋅+-⎣⎦, 又∵()f x 有唯一零点,等价于()213202x x x e e λλ--⋅+-=有唯一解, 设()21()322x x x t x e e λλ-=-+-, ∵()t x 为偶函数,∴当且仅当0x =时为唯一零点,∴2120λλ--=,解得12λ=或1λ=-. 故答案为:()12x x e e -+;12或1-。
二次函数与幂函数1.幂函数(1)定义:形如y =x α(α∈R )的函数称为幂函数,其中底数x 是自变量,α为常数.常见的五类幂函数为y =x ,y =x 2,y =x 3,y =x 12,y =x -1.(2)图象(3)性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义;②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增; ③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减. 2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式 ①一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). ②顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). ③零点式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). (2)二次函数的图象和性质判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y =2x 12是幂函数.( )(2)如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( ) (3)当n <0时,幂函数y =x n是定义域上的减函数.( )(4)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈[a ,b ]的最值一定是4ac -b24a.( )(5)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈R 不可能是偶函数.( )(6)在y =ax 2+bx +c (a ≠0)中,a 决定了图象的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小.( )答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√(教材习题改编)如图是①y =x a;②y =x b;③y =x c在第一象限的图象,则a ,b ,c的大小关系为( )A .c <b <aB .a <b <cC .b <c <aD .a <c <b解析:选D.根据幂函数的性质,可知选D.已知函数f (x )=ax 2+x +5的图象在x 轴上方,则a 的取值范围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,120 B .⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-120 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫120,+∞D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-120,0解析:选C.由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0,即⎩⎪⎨⎪⎧a >0,1-20a <0,得a >120.(教材习题改编)已知幂函数y =f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,22,则此函数的解析式为________;在区间________上递减.答案:y =x -12 (0,+∞)(教材习题改编)函数g (x )=x 2-2x (x ∈[0,3])的值域是________.解析:由g (x )=x 2-2x =(x -1)2-1,x ∈[0,3],得g (x )在[0,1]上是减函数,在[1,3]上是增函数.所以g (x )min =g (1)=-1,而g (0)=0,g (3)=3. 所以g (x )的值域为[-1,3]. 答案:[-1,3]幂函数的图象及性质(1)幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则幂函数y =f (x )的图象是( )(2)若(a +1)12<(3-2a )12,则实数a 的取值范围是________. 【解析】 (1)设幂函数的解析式为y =x α, 因为幂函数y =f (x )的图象过点(4,2), 所以2=4α,解得α=12.所以y =x ,其定义域为[0,+∞),且是增函数,当0<x <1时,其图象在直线y =x 的上方,对照选项,故选C.(2)易知函数y =x 12的定义域为[0,+∞),在定义域内为增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧a +1≥0,3-2a ≥0,a +1<3-2a ,解得-1≤a <23.【答案】 (1)C (2)⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,23幂函数的性质与图象特征的关系(1)幂函数的形式是y =x α(α∈R ),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.(2)判断幂函数y =x α(α∈R )的奇偶性时,当α是分数时,一般将其先化为根式,再判断.(3)若幂函数y =x α在(0,+∞)上单调递增,则α>0,若在(0,+∞)上单调递减,则α<0.1.已知幂函数f (x )=x m 2-2m -3 (m ∈Z )的图象关于y 轴对称,并且f (x )在第一象限是单调递减函数,则m =________.解析:因为幂函数f (x )=xm 2-2m -3(m ∈Z )的图象关于y 轴对称,所以函数f (x )是偶函数,所以m 2-2m -3为偶数,所以m 2-2m 为奇数,又m 2-2m <0,故m =1.答案:12.当0<x <1时,f (x )=x 1.1,g (x )=x 0.9,h (x )=x -2的大小关系是________.解析:如图所示为函数f (x ),g (x ),h (x )在(0,1)上的图象,由此可知h (x )>g (x )>f (x ).答案:h (x )>g (x )>f (x )求二次函数的解析式已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定此二次函数的解析式.【解】 法一:(利用一般式)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.所以所求二次函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.法二:(利用顶点式)设f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). 因为f (2)=f (-1), 所以抛物线的对称轴为x =2+(-1)2=12. 所以m =12.又根据题意函数有最大值8,所以n =8,所以f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8.因为f (2)=-1,所以a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-122+8=-1,解得a =-4,所以f (x )=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8=-4x 2+4x +7.法三:(利用零点式)由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1.又函数有最大值8,即4a (-2a -1)-a24a =8.解得a =-4或a =0(舍去),所以所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.求二次函数解析式的方法根据已知条件确定二次函数的解析式,一般用待定系数法,但所给条件不同选取的求解方法也不同,选择规律如下:1.若函数f (x )=(x +a )(bx +2a )(常数a ,b ∈R )是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f (x )=________.解析:由f (x )是偶函数知f (x )的图象关于y 轴对称,所以-a =-⎝⎛⎭⎪⎫-2a b ,即b =-2,所以f (x )=-2x 2+2a 2,又f (x )的值域为(-∞,4],所以2a 2=4,故f (x )=-2x 2+4.答案:-2x 2+42.已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),它在x 轴上截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ),求f (x )的解析式.解:因为f (2+x )=f (2-x )对任意x ∈R 恒成立, 所以f (x )的对称轴为x =2.又因为f (x )的图象被x 轴截得的线段长为2, 所以f (x )=0的两根为1和3. 设f (x )的解析式为f (x )=a (x -1)(x -3)(a ≠0),又f (x )的图象过点(4,3), 所以3a =3,a =1, 所以所求f (x )的解析式为f (x )=(x -1)(x -3),即f (x )=x 2-4x +3.二次函数的图象与性质(高频考点)高考对二次函数图象与性质进行考查,多与其他知识结合,且常以选择题形式出现,属中高档题.主要命题角度有:(1)二次函数图象的识别问题; (2)二次函数的单调性问题; (3)二次函数的最值问题.角度一 二次函数图象的识别问题已知abc >0,则二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )【解析】 A 项,因为a <0,-b2a <0,所以b <0.又因为abc >0,所以c >0,而f (0)=c <0,故A 错. B 项,因为a <0,-b2a>0,所以b >0.又因为abc >0,所以c <0,而f (0)=c >0,故B 错. C 项,因为a >0,-b2a <0,所以b >0.又因为abc >0,所以c >0,而f (0)=c <0,故C 错.D 项,因为a >0,-b2a >0,所以b <0,因为abc >0,所以c <0,而f (0)=c <0,故选D. 【答案】 D角度二 二次函数的单调性问题函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1在区间[-1,+∞)上是递减的,则实数a 的取值范围是________.【解析】 当a =0时,f (x )=-3x +1在[-1,+∞)上递减,满足条件.当a ≠0时,f (x )的对称轴为x =3-a2a,由f (x )在[-1,+∞)上递减知⎩⎪⎨⎪⎧a <03-a 2a≤-1,解得-3≤a <0.综上,a 的取值范围为[-3,0]. 【答案】 [-3,0]若函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1的单调减区间是[-1,+∞),则a 为何值?解:因为函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1的单调减区间为[-1,+∞),所以⎩⎪⎨⎪⎧a <0,a -3-2a=-1,解得a =-3.角度三 二次函数的最值问题已知函数f (x )=x 2-2ax +1,x ∈[-1,2]. (1)若a =1,求f (x )的最大值与最小值;(2)f (x )的最小值记为g (a ),求g (a )的解析式以及g (a )的最大值. 【解】 (1)当a =1时,f (x )=x 2-2x +1=(x -1)2,x ∈[-1,2], 则当x =1时,f (x )的最小值为0,x =-1时,f (x )的最大值为4. (2)f (x )=(x -a )2+1-a 2,x ∈[-1,2], 当a <-1时,f (x )的最小值为f (-1)=2+2a , 当-1≤a ≤2时,f (x )的最小值为f (a )=1-a 2, 当a >2时,f (x )的最小值为f (2)=5-4a , 则g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧2+2a ,a <-1,1-a 2,-1≤a ≤2,5-4a ,a >2,可知,g (a )在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,g (a )的最大值为g (0)=1.(1)确定二次函数图象应关注的三个要点一是看二次项系数的符号,它确定二次函数图象的开口方向; 二是看对称轴和最值,它确定二次函数图象的具体位置;三是看函数图象上的一些特殊点,如函数图象与y 轴的交点、与x 轴的交点,函数图象的最高点或最低点等.从这三个方面入手,能准确地判断出二次函数的图象.反之,也可以从图象中得到如上信息.(2)二次函数最值的求法二次函数的区间最值问题一般有三种情况:①对称轴和区间都是给定的;②对称轴动,区间固定;③对称轴定,区间变动.解决这类问题的思路是抓住“三点一轴”进行数形结合,三点指的是区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴.具体方法是利用函数的单调性及分类讨论的思想求解.对于②、③,通常要分对称轴在区间内、区间外两大类情况进行讨论.1.(2017·高考浙江卷)若函数f (x )=x 2+ ax +b 在区间[0, 1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M -m ( )A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关解析:选B.f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 22-a 24+b ,①当0≤-a 2≤1时,f (x )min =m =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=-a 24+b ,f (x )max =M =max{f (0),f (1)}=max{b ,1+a +b },所以M -m =max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫a 24,1+a +a 24与a 有关,与b 无关;②当-a2<0时,f (x )在[0,1]上单调递增,所以M -m =f (1)-f (0)=1+a 与a有关,与b 无关;③当-a2>1时,f (x )在[0,1]上单调递减,所以M -m =f (0)-f (1)=-1-a 与a 有关,与b 无关.综上所述,M -m 与a 有关,但与b 无关,故选B.2.已知函数f (x )=-x 2+2ax +1-a 在x ∈[0,1]时有最大值2,则实数a 的值为________.解析:f (x )=-(x -a )2+a 2-a +1, 当a ≥1时,y max =a ;当0<a <1时,y max =a 2-a +1; 当a ≤0时,y max =1-a .根据已知条件得,⎩⎪⎨⎪⎧a ≥1a =2或⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1a 2-a +1=2或⎩⎪⎨⎪⎧a ≤01-a =2, 解得a =2或a =-1. 答案:-1或23.若函数f (x )=ax 2+20x +14(a >0)对任意实数t ,在闭区间[t -1,t +1]上总存在两实数x 1,x 2,使得|f (x 1)-f (x 2)|≥8成立,则实数a 的最小值为________.解析:因为a >0,所以二次函数f (x )=ax 2+20x +14的图象开口向上.在闭区间[t -1,t +1]上总存在两实数x 1,x 2, 使得|f (x 1)-f (x 2)|≥8成立, 只需t =-10a时f (t +1)-f (t )≥8,即a (t +1)2+20(t +1)+14-(at 2+20t +14)≥8, 即2at +a +20≥8,将t =-10a代入得a ≥8.所以a 的最小值为8. 故答案为8. 答案:8三个“二次”间的转化(2019·金华市东阳二中高三调研)已知二次函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R ). (1)当a =-6时,函数f (x )的定义域和值域都是⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,b 2,求b 的值;(2)当a =-1时在区间[-1,1]上,y =f (x )的图象恒在y =2x +2b -1的图象上方,试确定实数b 的范围.【解】 (1)当a =-6时,函数f (x )=x 2-6x +b ,函数对称轴为x =3,故函数f (x )在区间[1,3]上单调递减,在区间(3,+∞)上单调递增.①当2<b ≤6时,f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,b 2上单调递减;故有⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=b2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2=1,无解;②当6<b ≤10时,f (x )在区间[1,3]上单调递减,在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤3,b 2上单调递增,且f (1)≥f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2,故⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=b 2f (3)=1,解得b =10; ③当b >10时,f (x )在区间[1,3]上单调递减,在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤3,b 2上单调递增,且f (1)<f (b2),故⎩⎪⎨⎪⎧f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2=b 2f (3)=1,无解.所以b 的值为10. (2)当a =-1时,f (x )=x 2-x +b ,由题意可知x 2-x +b >2x +2b -1对x ∈[-1,1]恒成立, 化简得b <x 2-3x +1,令g (x )=x 2-3x +1,x ∈[-1,1],图象开口向上,对称轴为x =32,在区间[-1,1]上单调递减,则g (x )min =-1,故b <-1.(1)二次函数、二次方程与二次不等式统称三个“二次”,它们常结合在一起,而二次函数又是三个“二次”的核心,通过二次函数的图象贯穿为一体.因此,解决此类问题首先采用转化思想,把方程、不等式问题转化为函数问题.借助于函数思想研究方程、不等式(尤其是恒成立)问题是高考命题的热点.(2)由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键①一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.②两种思路都是将问题归结为求函数的最值,至于用哪种方法,关键是看参数是否已分离.这两个思路的依据是:a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .[提醒] 当二次项系数a 是否为0不明确时,要分类讨论.1.(2019·宁波市余姚中学期中检测)设a <0,(3x 2+a )(2x +b )≥0在(a ,b )上恒成立,则b -a 的最大值为( )A .13B .12C .33D .22解析:选A.因为(3x 2+a )(2x +b )≥0在(a ,b )上恒成立, 所以3x 2+a ≥0,2x +b ≥0或3x 2+a ≤0,2x +b ≤0,①若2x +b ≥0在(a ,b )上恒成立,则2a +b ≥0,即b ≥-2a >0,此时当x =0时,3x 2+a =a ≥0不成立,②若2x +b ≤0在(a ,b )上恒成立,则2b +b ≤0,即b ≤0,若3x 2+a ≤0在(a ,b )上恒成立,则3a 2+a ≤0,即-13≤a ≤0,故b -a 的最大值为13.2.已知函数f (x )=x 2-x +1,在区间[-1,1]上不等式f (x )>2x +m 恒成立,则实数m 的取值范围是________.解析:f (x )>2x +m 等价于x 2-x +1>2x +m ,即x 2-3x +1-m >0, 令g (x )=x 2-3x +1-m ,要使g (x )=x 2-3x +1-m >0在[-1,1]上恒成立,只需使函数g (x )=x 2-3x +1-m 在[-1,1]上的最小值大于0即可. 因为g (x )=x 2-3x +1-m 在[-1,1]上单调递减, 所以g (x )min =g (1)=-m -1. 由-m -1>0,得m <-1 .因此满足条件的实数m 的取值范围是(-∞,-1). 答案:(-∞,-1)幂函数y =x α(α∈R )的图象的特征当α>0时,图象过原点和点(1,1),在第一象限图象从左往右是逐渐上升; 当α<0时,图象过点(1,1),但不过原点,在第一象限图象从左往右是逐渐下降.求解二次函数最值的关键点求二次函数的最值,应抓住“三点一轴”数形结合,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴,结合配方法,根据函数的单调性及分类讨论的思想即可完成.二次函数中的恒成立问题与二次函数有关的不等式恒成立的条件(1)ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b 2-4ac <0;(2)ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b 2-4ac <0;(3)a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .易错防范(1)对于函数y =ax 2+bx +c ,要认为它是二次函数,就必须满足a ≠0,当题目条件中未说明a ≠0时,就要讨论a =0和a ≠0两种情况.(2)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限内,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性;幂函数的图象最多只能同时出现在两个象限内;如果幂函数图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.(3)数形结合思想是研究二次函数问题的基本方法.特别是涉及二次方程、二次不等式的时候常常要结合图形寻找思路.(4)含字母系数的二次函数问题经常使用的方法是分类讨论.比如讨论二次函数的对称轴与给定区间的位置关系,讨论二次方程根的大小等.[基础达标]1.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,则k +α=( )A .12B .1C .32D .2解析:选C.因为函数f (x )=k ·x α是幂函数,所以k =1,又函数f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫12α=22,解得α=12,则k +α=32. 2.若幂函数f (x )=x mn (m ,n ∈N *,m ,n 互质)的图象如图所示,则( )A .m ,n 是奇数,且mn<1 B .m 是偶数,n 是奇数,且m n >1 C .m 是偶数,n 是奇数,且m n <1 D .m 是奇数,n 是偶数,且m n>1解析:选C.由图知幂函数f (x )为偶函数,且m n<1,排除B ,D ;当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )非偶函数,排除A ;选C.3.若函数f (x )=x 2+bx +c 对任意的x ∈R 都有f (x -1)=f (3-x ),则以下结论中正确的是( )A .f (0)<f (-2)<f (5)B .f (-2)<f (5)<f (0)C .f (-2)<f (0)<f (5)D .f (0)<f (5)<f (-2)解析:选A.若函数f (x )=x 2+bx +c 对任意的x ∈R 都有f (x -1)=f (3-x ),则f (x )=x 2+bx +c 的图象的对称轴为x =1且函数f (x )的图象的开口方向向上,则函数f (x )在(1,+∞)上为增函数,所以f (2)<f (4)<f (5),又f (0)=f (2),f (-2)=f (4),所以f (0)<f (-2)<f (5).4.(2019·瑞安四校联考)定义域为R 的函数f (x )满足f (x +1)=2f (x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=x 2-x ,则当x ∈[-2,-1]时,f (x )的最小值为( )A .-116B .-18C .-14D .0解析:选A.当x ∈[-2,-1]时,x +2∈[0,1],则f (x +2)=(x +2)2-(x +2)=x2+3x +2,又f (x +2)=f [(x +1)+1]=2f (x +1)=4f (x ),所以当x ∈[-2,-1]时,f (x )=14(x 2+3x +2)=14⎝ ⎛⎭⎪⎫x +322-116,所以当x =-32时,f (x )取得最小值,且最小值为-116,故选A.5.若函数f (x )=x 2-2x +1在区间[a ,a +2]上的最小值为4,则a 的取值集合为( ) A .[-3,3] B .[-1,3] C .{-3,3}D .{-1,-3,3}解析:选C.因为函数f (x )=x 2-2x +1=(x -1)2,对称轴x =1,因为在区间[a ,a +2]上的最小值为4,所以当1≤a 时,y min =f (a )=(a -1)2=4,a =-1(舍去)或a =3,当a +2≤1时,即a ≤-1,y min =f (a +2)=(a +1)2=4,a =1(舍去)或a =-3,当a <1<a +2,即-1<a <1时,y min =f (1)=0≠4,故a 的取值集合为{-3,3}.6.(2019·温州高三月考)已知f (x )=ax 2+bx +c (a >0),g (x )=f (f (x )),若g (x )的值域为[2,+∞),f (x )的值域为[k ,+∞),则实数k 的最大值为( )A .0B .1C .2D .4解析:选C.设t =f (x ),由题意可得g (x )=f (t )=at 2+bt +c ,t ≥k ,函数y =at 2+bt +c ,t ≥k 的图象为y =f (x )的图象的部分,即有g (x )的值域为f (x )的值域的子集,即[2,+∞)⊆[k ,+∞), 可得k ≤2,即有k 的最大值为2. 故选C.7.已知幂函数f (x )=x -12,若f (a +1)<f (10-2a ),则实数a 的取值范围是________.解析:因为f (x )=x -12=1x(x >0),易知x ∈(0,+∞)时为减函数,又f (a +1)<f (10-2a ),所以⎩⎪⎨⎪⎧a +1>0,10-2a >0,a +1>10-2a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a >-1,a <5,a >3,所以3<a <5.答案:(3,5)8.已知函数f (x )=x 2-2ax +2a +4的定义域为R ,值域为[1,+∞),则a 的值为________.解析:由于函数f (x )的值域为[1,+∞),所以f (x )min =1.又f (x )=(x -a )2-a 2+2a +4,当x ∈R 时,f (x )min =f (a )=-a 2+2a +4=1,即a 2-2a -3=0,解得a =3或a =-1.答案:-1或39.(2019·杭州四中第一次月考)已知函数f (x )=x 2+ax +1,若存在x 0使|f (x 0)|≤14,|f (x 0+1)|≤14同时成立,则实数a 的取值范围为________.解析:由f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 22+4-a 24,考察g (x )=x 2+h ,当h =0时,有⎪⎪⎪⎪⎪⎪g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12≤14,⎪⎪⎪⎪⎪⎪g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+1≤14同时成立;当h =-12时,有⎪⎪⎪⎪⎪⎪g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12≤14,|g (-12+1)|≤14同时成立.所以-12≤h ≤0,即-12≤4-a24≤0,解得-6≤a ≤-2或2≤a ≤ 6. 答案:[-6,-2]∪[2,6]10.设函数f (x )=x 2-1,对任意x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x m -4m 2f (x )≤f (x -1)+4f (m )恒成立,则实数m 的取值范围是________.解析:依据题意,得x 2m 2-1-4m 2(x 2-1)≤(x -1)2-1+4(m 2-1)在x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞上恒成立,即1m 2-4m 2≤-3x 2-2x +1在x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞上恒成立.当x =32时,函数y =-3x 2-2x +1取得最小值-53,所以1m 2-4m 2≤-53,即(3m 2+1)(4m 2-3)≥0,解得m ≤-32或m ≥32. 答案:⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-32∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ 11.已知幂函数f (x )=(m 2-5m +7)x m -1为偶函数.(1)求f (x )的解析式;(2)若g (x )=f (x )-ax -3在[1,3]上不是单调函数,求实数a 的取值范围. 解:(1)由题意m 2-5m +7=1,解得m =2或m =3, 若m =2,与f (x )是偶函数矛盾,舍去, 所以m =3,所以f (x )=x 2.(2)g (x )=f (x )-ax -3=x 2-ax -3,g (x )的对称轴是x =a2,若g (x )在[1,3]上不是单调函数, 则1<a2<3,解得2<a <6.12.(2019·台州市教学质量调研)已知函数f (x )=x 2+bx +c 的图象过点(-1,3),且关于直线x =1对称.(1)求f (x )的解析式;(2)若m <3,求函数f (x )在区间[m ,3]上的值域.解:(1)因为函数f (x )=x 2+bx +c 的图象过点(-1,3),且关于直线x =1对称,所以⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)=1-b +c =3-b 2=1,解得b =-2,c =0,所以f (x )=x 2-2x .(2)当1≤m <3时,f (x )min =f (m )=m 2-2m ,f (x )max =f (3)=9-6=3,所以f (x )的值域为[m 2-2m ,3];当-1≤m <1时,f (x )min =f (1)=1-2=-1,f (x )max =f (-1)=1+2=3,所以f (x )的值域为[-1,3].当m <-1时,f (x )min =f (1)=1-2=-1,f (x )max =f (m )=m 2-2m ,所以f (x )的值域为[-1,m 2-2m ]. [能力提升]1.(2019·台州质检) 如图是二次函数y =ax 2+bx +c 图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为x =-1.给出下面四个结论:①b 2>4ac ;②2a -b =1;③a -b +c =0;④5a <b .其中正确的结论是( )A .②④B .①④C .②③D .①③解析:选B.因为二次函数的图象与x 轴交于两点,所以b 2-4ac >0,即b 2>4ac ,①正确;对称轴为x =-1,即-b2a =-1,2a -b =0,②错误;结合图象,当x =-1时,y >0,即a-b +c >0,③错误;由对称轴为x =-1知,b =2a ,又函数图象开口向下,所以a <0,所以5a <2a ,即5a <b ,④正确.故选B.2.(2019·温州市十校联考)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=12(|x -a 2|+|x -2a 2|-3a 2).若任取∀x ∈R ,f (x -1)≤f (x ),则实数a 的取值范围为( ) A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-16,16 B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-66,66 C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,13 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33 解析:选B.因为当x ≥0时,f (x )=12(|x -a 2|+|x -2a 2|-3a 2),所以当0≤x ≤a 2时,f (x )=12(a 2-x +2a 2-x -3a 2)=-x ;当a 2<x <2a 2时,f (x )=12(x -a 2+2a 2-x -3a 2)=-a 2;当x ≥2a 2时,f (x )=12(x -a 2+x -2a 2-3a 2)=x -3a 2.综上,函数f (x )=12(|x -a 2|+|x -2a 2|-3a 2)在x ≥0时的解析式等价于f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x ,0≤x ≤a 2,-a 2,a 2<x <2a 2,x -3a 2,x ≥2a 2.因此,根据奇函数的图象关于原点对称作出函数f (x )在R 上的大致图象如下,观察图象可知,要使∀x ∈R ,f (x -1)≤f (x ),则需满足2a 2-(-4a 2)≤1,解得-66≤a ≤66. 3.已知函数f (x )=|x 2+ax +b |在区间[0,c ]内的最大值为M (a ,b ∈R ,c >0为常数)且存在实数a ,b ,使得M 取最小值2,则a +b +c =________.解析:函数y =x 2+ax +b 是二次函数,所以函数f (x )=|x 2+ax +b |在区间[0,c ]内的最大值M 在端点处或x =-a2处取得.若在x =0处取得,则b =±2, 若在x =-a 2处取得,则|b -a 24|=2,若在x =c 处取得,则|c 2+ac +b |=2. 若b =2,则|b -a 24|≤2,|c 2+ac +b |≤2,解得a =0,c =0,符合要求,若b =-2,则顶点处的函数值的绝对值大于2,不成立. 可得a +b +c =2.故答案为2. 答案:24.(2019·宁波市余姚中学高三期中)已知f (x )=34x 2-3x +4,若f (x )的定义域和值域都是[a ,b ],则a +b =________.解析:因为f (x )=34x 2-3x +4=34(x -2)2+1,所以x =2是函数的对称轴,根据对称轴进行分类讨论:①当b <2时,函数在区间[a ,b ]上递减,又因为值域也是[a ,b ],所以得方程组⎩⎪⎨⎪⎧f (a )=bf (b )=a , 即⎩⎪⎨⎪⎧34a 2-3a +4=b 34b 2-3b +4=a ,两式相减得34(a +b )(a -b )-3(a -b )=b -a ,又因为a ≠b ,所以a +b =83,由34a 2-3a +4=83-a ,得3a 2-8a +163=0,所以a =43,所以b =43,故舍去. ②当a <2≤b 时,得f (2)=1=a ,又因为f (1)=74<2,所以f (b )=b ,得34b 2-3b +4=b ,所以b =43(舍),或b =4,所以a +b =5.③当a ≥2时,函数在区间[a ,b ]上递增,又因为值域是[a ,b ],所以得方程组⎩⎪⎨⎪⎧f (a )=af (b )=b ,即a ,b 是方程34x 2-3x +4=x 的两根,即a ,b 是方程3x 2-16x +16=0的两根,所以⎩⎪⎨⎪⎧a =43b =4,但a ≥2,故应舍去.综上得a +b =5.答案:55.已知函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0,b ∈R ,c ∈R ). (1)若函数f (x )的最小值是f (-1)=0,且c =1,F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,-f (x ),x <0,求F (2)+F (-2)的值;(2)若a =1,c =0,且|f (x )|≤1在区间(0,1]上恒成立,试求b 的取值范围. 解:(1)由已知c =1,a -b +c =0,且-b2a =-1,解得a =1,b =2,所以f (x )=(x +1)2.所以F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)2,x >0,-(x +1)2,x <0. 所以F (2)+F (-2)=(2+1)2+[-(-2+1)2]=8.(2)由题意知f (x )=x 2+bx ,原命题等价于-1≤x 2+bx ≤1在(0,1]上恒成立, 即b ≤1x -x 且b ≥-1x -x 在(0,1]上恒成立.又当x ∈(0,1]时,1x-x 的最小值为0,-1x-x 的最大值为-2.所以-2≤b ≤0.故b的取值范围是[-2,0].6.(2019·宁波市余姚中学期中检测)已知函数f (x )=-x 2+2bx +c ,设函数g (x )=|f (x )|在区间[-1,1]上的最大值为M .(1)若b =2,试求出M ;(2)若M ≥k 对任意的b 、c 恒成立,试求k 的最大值.解:(1)当b =2时,f (x )=-x 2+4x +c 在区间[-1,1]上是增函数, 则M 是g (-1)和g (1)中较大的一个, 又g (-1)=|-5+c |,g (1)=|3+c |,则M =⎩⎪⎨⎪⎧|-5+c |,c ≤1|3+c |,c >1.(2)g (x )=|f (x )|=|-(x -b )2+b 2+c |,(ⅰ)当|b |>1时,y =g (x )在区间[-1,1]上是单调函数, 则M =max{g (-1),g (1)},而g (-1)=|-1-2b +c |,g (1)=|-1+2b +c |,则2M ≥g (-1)+g (1)≥|f (-1)-f (1)|=4|b |>4,可知M >2.(ⅱ)当|b |≤1时,函数y =g (x )的对称轴x =b 位于区间[-1,1]之内, 此时M =max{g (-1),g (1),g (b )}, 又g (b )=|b 2+c |,①当-1≤b ≤0时,有f (1)≤f (-1)≤f (b ),则M =max{g (b ),g (1)}≥12(g (b )+g (1))≥12|f (b )-f (1)|=12(b -1)2≥12;②当0<b ≤1时,有f (-1)≤f (1)≤f (b ).则M =max{g (b ),g (-1)}≥12(g (b )+g (-1))≥12|f (b )-f (-1)|=12(b +1)2>12.综上可知,对任意的b 、c 都有M ≥12.而当b =0,c =12时,g (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-x 2+12在区间[-1,1]上的最大值M =12,故M ≥k 对任意的b 、c 恒成立的k 的最大值为12.。
高三数学二轮复习重点高三数学第二轮重点复习内容专题一:函数与不等式,以函数为主线,不等式和函数综合题型是考点函数的性质:着重掌握函数的单调性,奇偶性,周期性,对称性。
这些性质通常会综合起来一起考察,并且有时会考察具体函数的这些性质,有时会考察抽象函数的这些性质。
一元二次函数:一元二次函数是贯穿中学阶段的一大函数,初中阶段主要对它的一些基础性质进行了了解,高中阶段更多的是将它与导数进行衔接,根据抛物线的开口方向,与x轴的交点位置,进而讨论与定义域在x轴上的摆放顺序,这样可以判断导数的正负,最终达到求出单调区间的目的,求出极值及最值。
不等式:这一类问题常常出现在恒成立,或存在性问题中,其实质是求函数的最值。
当然关于不等式的解法,均值不等式,这些不等式的基础知识点需掌握,还有一类较难的综合性问题为不等式与数列的结合问题,掌握几种不等式的放缩技巧是非常必要的。
专题二:数列。
以等差等比数列为载体,考察等差等比数列的通项公式,求和公式,通项公式和求和公式的关系,求通项公式的几种常用方法,求前n项和的几种常用方法,这些知识点需要掌握。
专题三:三角函数,平面向量,解三角形。
三角函数是每年必考的知识点,难度较小,选择,填空,解答题中都有涉及,有时候考察三角函数的公式之间的互相转化,进而求单调区间或值域;有时候考察三角函数与解三角形,向量的综合性问题,当然正弦,余弦定理是很好的工具。
向量可以很好得实现数与形的转化,是一个很重要的知识衔接点,它还可以和数学的一大难点解析几何整合。
专题四:立体几何。
立体几何中,三视图是每年必考点,主要出现在选择,填空题中。
大题中的立体几何主要考察建立空间直角坐标系,通过向量这一手段求空间距离,线面角,二面角等。
另外,需要掌握棱锥,棱柱的性质,在棱锥中,着重掌握三棱锥,四棱锥,棱柱中,应该掌握三棱柱,长方体。
空间直线与平面的位置关系应以证明垂直为重点,当然常考察的方法为间接证明。
专题五:解析几何。
直线与圆的方程一、重点知识结构本章以直线和圆为载体,揭示了解析几何的基本概念和方法。
直线的倾斜角、斜率的概念及公式、直线方程的五种形式是本章的重点之一,而点斜式又是其它形式的基础;两条直线平行和垂直的充要条件、直线l1到l2的角以及两直线的夹角、点到直线的距离公式也是重点内容;用不等式(组)表示平面区域和线性规划作为新增内容,需要引起一定的注意;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,是解决解析几何两个基本问题的依据;圆的方程、直线(圆)与圆的位置关系、圆的切线问题和弦长问题等,因其易与平面几何知识结合,题目解法灵活,因而是一个不可忽视的要点。
二、高考要求1、掌握两条直线平行和垂直的条件,掌握两条直线所成的角和点到直线的距离公式,能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系;3、会用二元一次不等式表示平面区域;4、了解简单的线性规划问题,了解线性规划的意义,并会简单的应用;5、了解解析几何的基本思想,了解用坐标法研究几何问题的方法;6、掌握圆的标准方程和一般方程,了解参数方程的概念,理解圆的参数方程的概念。
三、热点分析在近几年的高考试题中,两点间的距离公式,中点坐标公式,直线方程的点斜式、斜率公式及两条直线的位置关系是考查的热点。
但由于知识的相互渗透,综合考查直线与圆锥曲线的关系一直是高考命题的大热门,应当引起特别注意,本章的线性规划内容是新教材中增加的新内容,在高考中极有可能涉及,但难度不会大。
四、复习建议本章的复习首先要注重基础,对基本知识、基本题型要掌握好;求直线的方程主要用待定系数法,复习时应注意直线方程各种形式的适用条件;研究两条直线的位置关系时,应特别注意斜率存在和不存在的两种情形;曲线与方程的关系体现了坐标法的基本思想,随着高考对知识形成过程的考查逐步加强,对坐标法的要求也进一步加强,因此必须透彻理解。
既要掌握求曲线方程的常用方法和基本步骤,又能根据方程讨论曲线的性质;圆的方程、直线与圆的位置关系,圆的切线问题与弦长问题都是高考中的热点问题;求圆的方程或找圆心坐标和半径的常用方法是待定系数法及配方法,应熟练掌握,还应注意恰当运用平面几何知识以简化计算。
高三数学专题复习----直线
一 基础知识
(1)有向线段定比分点,(2)直线方程,(3)两直线的位置关系
二 例题
1、如果直线y =ax +2与直线y =3x -b 关于直线y =x 对称,那么( )
(A)a =31,b =6 (B)a =31,b =-6 (C)a =3,b =-2 (D)a =3,b =6
2、直线bx +ay =ab(a <0,b <0=的倾斜角是( )
(A)arctg(-a b ) (B)arctg(-b a ) (C)π-arctg a b (D)π-arctg b
a 3、如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,那么系数a =
( )
(A)-3 (B)-6 (C)-23 (D)3
2 4、若图中的直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则( )
(A)k 1<k 2<k 3 (B)k 3<k 1<k 2 (C)k 3<k 2<k 1 (D)k 1<k 3<
5、如果直线ax +2y +2=0与直线3x -y -2=0平行,那么系数a =( )
(A)-3 (B)-6 (C)-23 (D)3
2 6、若直线L1:ax+2y+6=0与直线L2:x+(a-10)y+a2-1=0平行但不重合则a 等与( )
(A)-1或2 (B)-1 (C)2 (D)3
2 7、如果直线5y +ax +2=0与直线x +2y +3=0互相垂直,那么a 的值是( )
(A )-10 (B )-8 (C )-6 (D )10
8、两条直线A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0垂直得充要条件是( )
(A)A 1A 2+B 1B 2=0 (B)A 1A 2-B 1B 2=0 (C)2121B B A A =-1 (C)2
121A A B B =1 9、经过A (-3,2)和B (6,1)两点的直线与直线x +3y -6=0相交于点M ,则M 分
AB 的比是( )
(A )2
1 (B )
2 (C )-1 (D )1 10、直线mx+ny -1=0经过第一、三、四象限的充要条件是( )
(A)mn>0 (B)mn<0 (C)m>0, n>0 (D)m<0,n>0
11、直线L 过点(3,4)且与点(-3,2)的距离最远,那么L 的方程是( )
(A)3x -y -13=0 (B) 3x -y+13=0 (C) 3x +y -13=0 (D) 3x +y +13=0
12、点(-2,3)关于直y=x+1对称点的坐标是( )
(A)(2,-1) (B)(3,0) (C)(3,-1) (D) (2,0)
13、如果直线l 沿x 轴负方向平移3个单位,再沿y 轴正方向平移1个单位后,又回到原来的位置,那么直线的斜率是( )
(A)-31 (B)-3 (C) 3
1 (D)3 14、直线2x -y-4=0绕它与x 轴的交点逆时针旋转
4π,所得的直线方程是( ) (A)3x +y -6=0 (B)x +3y -2=0 (C) 3x -y -6=0 (D)x +y +2=0
15、直线 x +ycos α-1=0 的倾斜角的取值范围是( )
(A )[4π, 43π] (B )[0, 2π]∪(2π, π)(C )(0, 4π)∪[43π, π](D )[4π,2π]∪(2π,4
3π) 16、不论m 为何实数,直线(m -1)x -y +2m +1=0 恒过定点( ) (A )(1, -
21) (B )(-2, 0) (C )(2, 3) (D )(-2, 3) 17、三条直线 x +y=2, x -y=0, x +ay=3 构成三角形,则a 的取值范围是( )
(A )a ≠±1 (B )a ≠1, a ≠2 (C )a ≠-1 (D )a ≠±1, a ≠2
18、已知两条直线l 1: x -2y -6=0, l 2: 3x -y +4=0,下列说法中错误的是( )
(A )l 1与l 2的夹角是45° (B) l 1到l 2的角是45°]
(C )l 2到l 1的角是45° (D) l 2到l 1的角是135°
19、直线l 1:x +3y -7=0, l 2:kx -y -2=0与x 轴、y 轴正方向所围成的四边形有外接圆,则k 为( )
(A )-3 (B )3 (C )-6 (D )6
20、已知两点P(0, -1), Q(-2,-2),取一点R(2,m), 使|PR|+|RQ|最小,则m 为( )
(A )21 (B )0 (C )-1 (D )-3
4 21、设点A(-1, 2) , B(2, -2), C(0, 3),且M(a, b)是线段AB 上一点(a ≠0),则直线MC 的斜率的取值范围是( )
(A )[-25, 1] (B )[-25,0]∪(0,1) (C )[-1, 25] (D )(-∞,-2
5)∪[1,+∞] 22、从点P(3,-2)发出的光线l,经过直线x -y -2=0反射,若反射光线恰好经过点Q(5,1),
则光线l 所在直线的方程是 ( )
(A )x=3 (B)y=1 (C)x -2y -7=0 (D)x+2y+1=0
23、已知点A(-7,1),B(-5,5),直线l :y=2x-5,P 为l 上的一点,使|PA |+|PB |最小时
P 的坐标为 ( )
(A )(2,-1) (B)(3,-2) (C)(1,-3) (D)(4,-3)
24、通过点M (1,1)的直线与坐标轴所围成的三角形面积等于3,这样的直线共有
( )
(A )1条 (B)2条 (C)3条 (D)4条
25、由三条直线3x -4y+12=0, 4x+3y -9=0与14x -2y -19=0所围成的三角形是
( )
(A )锐角不为45o 的直角三角形 (B) 顶角不为90o 的等腰三角形
(C )等腰直角三角形 (D) 等边三角形
26、直线l 经过点P(2,-1),它的倾斜角等于直线y=2
1x 的倾斜角的两倍,则直线l 的方程为 .
27、一条直线过P(1,2),且被两条平行直线4x +3y +1 = 0和4x +3y +6 = 0截得线段长为
2,则这条直线方程为 .
28、过点P(1,4)引一条直线l,使它在两条坐标轴上的截距为正,且它们的和最小,求直线l
的方程.
29、△AOB 的三个顶点为O(0,0),A(-3,0),B(0,6),求过点O 将△OAB 面积分成1:3两部
分的直线方程.
30、已知直线l 过点P (0,1), 并与直线l 1:x -3y+10=0和l 2:2x+y -8=0分别交于点
A ,B(如图), 若线段A
B 被点P 平分,求直线l 的方程.。